BMW har löst största problemen med solid state-batterier, kan Carup avslöja. Nytt revolutionerande patent öppnar för elbilar med 120 mils räckvidd. De har löst dilemmat som gäckat ingenjörerna i åratal.
– Den uppfinning som här beskrivs öppnar möjligheten att industriellt tillverka fastkroppsbatterier i stor skala och använda dem i elfordon, skriver BMW i sitt patent.
Solid State-batterier är elbilarnas heliga graal. Det som slutligen kan förpassa bensin- och dieselbilar till sophögen. När en elbil går över 100 verkliga mil kommer få vilja köpa något annat. Då blir inte laddningen något problem ens för de som inte har laddstation hemma.
Till skillnad från litiumjonbatterier som har en flytande elektrolyt har solid state-batterier en fast elektrolyt som gör att de får högre energitäthet och lägre brandrisk. Det gör att mer energi kan lagras på mindre volym i batteriet. Lättare batteriet kan ge längre räckvidd än idag. Men hittills har det varit svårt att masstillverka solid state-batterier till vettig kostnad och med samma livslängd som dagens litiumjonbatterier.
Nu kan Carup avslöja att BMW beviljats ett nytt patent som kan lösa ett av de största problemen med solid state-batterier. När batterierna laddas för första gången sväller du upp, och måste ha ett högt tryck så att för att förhindra att anoder och katoder tappar kontakten och att elektrolyten får sprickor. Detta gör att batteriet kan få skador, redan vid första laddningen.
– Ett väsentligt problem med fastkroppsbatterier är att de enskilda elektroderna och den fasta elektrolyten under drift måste stå i nära kontakt med varandra för att säkerställa en effektiv jonledning, skriver BMW.
En stor utmaning i många befintliga solid-state-prototyper är att man måste bibehålla mycket högt tryck över tid för att undvika separering mellan elektrolyt och elektroder som försämrar cellens funktion. Idag försöker man lösa detta genom dyra och komplicerade kompressionssystem som pressar ihop batteriet. De gör dem svåra att massproducera för bilindustrin.
BMW har löst problemen genom att tillverka battericellerna på ett nytt sätt och placera dem i ett formstabilt hölje som gör att man inte behöver ha dyra tryckanordningar. Man staplar upp flera lager av material i battericellen i höjdled och har lyckas få cellen att reglera svällningen genom självtryck i cellen. I patentet anger BMW ett tryck på 50-80 bar, något som annars hade behövt skapas med externa pressverktyg.
– Detta driftstryck säkerställer ett varaktigt kontakttryck mellan cellens lager även utan ytterligare extern klämning, uppger BMW i patentet.
Patentet kan göra det möjligt att tillverka elbilar med solid state som kan få en räckvidd på 120 mil. Tekniken gör det möjligt att bygga nya revolutionerande batterier med prismatiska eller cylindriska celler och integrera i de nya cell-to-body-batterierna som används i allt högre utsträckning.
BMW har redan berättat att de testkör en 7-seriebil med solid state-batteri. Om den även varit utrustad med de nya cellerna har de inte berättat. Men om den fungerar så bra som patentet lovar är det ett genombrott som löser ett av de största problemen med framtidens batteri för elbilar.
– Uppfinningen möjliggör en förenklad konstruktion och en tydlig minskning av kostnader och vikt för solid state-batterier, skriver BMW i patentet.
Möjligheter som öppnas enligt BMW:s patent
- Lägre kostnad – eftersom dyra externa kläm- och pressystem inte längre behövs.
- Mindre vikt – man slipper tunga mekaniska pressramar kring batteripacket.
- Förenklad konstruktion – enklare cell- och modulkonstruktion gör tillverkningen mer rationell.
- Bättre integration – cellerna kan lättare byggas in i befintliga fordonsplattformar utan större omdesign.
- Industrialisering i stor skala – tekniken gör det möjligt att serietillverka solid-state-batterier i volym, något som hittills varit svårt pga tryckproblemet.
Källa: BMW:s patentansökan
Maths Nilsson är motor- och ekonomijournalist och grundare av Carup, har mångårig erfarenhet från stora mediehus och tidningar. Mer information och kontaktuppgifter
