Det skulle vara räddningen för att kunna producera billigare elbilar i framtiden. Men nu visar ett nytt test att framtidens billiga elbatteri har stora brister i säkerheten.
– Här såg vi nästan ett explosionsartat förlopp, skriver tyska myndigheten BAM.
De har lyfts fram som den hållbara och billiga ersättaren till litiumjonbatterier. Men nu visar en ny studie att natriumjontekniken inte är så problemfri som många hoppats. Det är den tyska myndigheten BAM som testar material och säkerhet som genomfört testet och nu kommer med en varning som får stor betydelse när elbilsindustrin letar billigare lösningar.
– Säkerhetsmekanismer fungerar inte automatiskt lika bra i alla batteritekniker, skriver BAM.
Natriumjonbatterier tillverkas till stor del av vanligt salt och därför har de snabbt seglat upp som ett favoritspår för framtidens lågpris-elbilar. Trots lägre energidensitet har de visat lovande hållbarhet och robusthet. Flera tillverkare har redan börjat planera för storskalig användning. Men säkerheten har varit en blind fläck fram tills nu.
BAM har tillsammans med European Synchrotron Radiation Facility i Grenoble och Fraunhofer-institutet EMI testat hur en natriumjoncell beter sig när den skadas på samma sätt som vid en olycka. Forskarna använde det internationellt erkända spikpenetrationstestet där en metallspik slås rakt in i batteriet för att medvetet framkalla ett kritiskt fel.
Testet jämfördes med två andra batterityper: en vanlig litiumjoncell med traditionell nickel-mangan-kobolt-kemi och en litiumjärnfosfatcell, som anses vara en av de tryggaste på marknaden. De båda litiumcellerna betedde sig som förväntat – säkerhetssystemen tog över och reaktionen förblev kontrollerad. För natriumjonbatteriet gick det annorlunda.
BAM sammanfattar resultatet som ”en nästan explosionsartad reaktion”. För forskarna kom det som en överraskning, inte minst eftersom natriumceller länge setts som potentiellt säkrare än litiumjon tack vare sina enklare material. Men problemen satt inte i kemin. Myndigheten förklarar att det var cellens ventilationssystem som brast:
– Orsaken var inte cellkemin, utan ett fel i cellens eget ventilationssystem.
Ventilerna, som ska släppa ut tryck vid en snabb temperaturökning hann inte öppna som de skulle. Trycket steg så snabbt att andra säkerhetskomponenter blockerade utgången och just den flaskhalsen utlöste den kraftiga reaktionen. BAM:s batteriansvarige Nils Böttcher betonar att utvecklare inte kan återanvända dagens säkerhetslösningar rakt av:
– Nya batterityper som natriumjon kräver att mekaniska komponenter som ventilationssystemen anpassas och testas noggrant. Säkerhetsdesign och cellkemi måste utvecklas tillsammans.
Myndigheten ska nu arbeta vidare med nya säkerhetsstandarder för natriumjontekniken. Testerna gjordes med höghastighetsröntgen i en specialbyggd provkammare i Grenoble, där forskarna kunde se exakt vad som hände inuti cellen i realtid. Den tänkta lågprislösningen visade sig kunna reagera betydligt häftigare än dagens litiumjonbatterier.
LÄS MER:
Kevin Neemé har dubbla kandidatexamina i journalistik samt medie- och kommunikationsvetenskap från Umeå universitet. Han har bland annat arbetat som reporter på Sveriges Radio och sportjournalist, bland annat på VLT och Örnsköldsvik Allehanda.
