Batterierna står för en stor del av vikten i en elbil. Men tänk om bilens dörrar, tak och motorhuv var byggda av batterier?
Lösningen med ett material som både kan användas som bärande konstruktion och för att lagra energi kallas för strukturella batterier. Fordonsbranschen haft ögonen på under lång tid, och nu har forskare vid Chalmers nått ett genombrott som kan bana väg för den.
De har tagit fram ett batteri i ett kolfibermaterial som är lika starkt som aluminium, men väger mindre. Resultatet har presenterats i en artikel i den vetenskapliga tidskriften Advanced Material. Det skulle kunna ersätta delar av chassit i en bil, inredningen i ett flygplan eller skalet på en mobiltelefon.
– För en mobiltelefon eller något annat med mindre energibehov skulle det gå att använda de här batterierna omedelbart, det krävs bara att någon ser behovet och är beredd att investera, säger Leif Asp som är professor i materialvetenskap på Chalmers.
En battericell i materialet är ungefär tre gånger så tjockt som ett hårstrå, och det skulle enligt forskarna i teorin kunna bana väg för mobiltelefoner tunna som kreditkort.
Så fungerar batterikarossen
Kolfiberplasten är indränkt med litiumjoner. De rör sig mellan kolfibrerna som fungerar som batteriets elektroder. Ett tunt skikt av cellulosafiber fungerar som batteriets separator.
Grafik: DN Text: Karin Bojs
Visionen om en elbil som drivs helt av sitt eget chassi är lite längre bort. Det går i dagsläget inte att ta ut tillräckligt mycket energi tillräckligt fort ur ett kolfiberbatteri för att driva bilens elmotorer.
– Det lämpar sig just nu bättre för en mobiltelefon där du laddar ur batteriet under ett helt dygn, än för en elbil där du laddar ur batteriet på några timmar när du är ute och kör, säger Leif Asp.
Däremot ser han att elbilar redan i närtid kan dra nytta av tekniken som ett komplement. Batterierna ombord förser inte bara motorerna med ström, de driver alltifrån klimatsystemet till lampor och bilstereon. Vilket påverkar räckvidden på elbilar.
Genom att ersätta taket, dörrarna eller materialet i bilstolarna med strukturella batterier skulle det gå att rulla längre på varje laddning utan att öka vikten på bilen.
– Jag tror tveklöst att man också kan minska mängden litiumjonbatterier i bilen, säger Leif Asp.
Hur länge håller de här batterierna?
– Det är en nyckelfråga när man ska integrera batterier i stolen eller taket på bilen. Vi har kunnat visa att de klarar minst 1 000 laddcykler utan att tappa kapacitet.
Energitäthet
Ett viktigt mått för energilagring är energitätheten hur mycket energi varje kilogram batteri kan lagra.
I dag drivs elmotorer och mobiltelefoner av litiumjonbatterier som har en mycket hög energitäthet. De allra mest avancerade elbilsbatterierna når uppemot 300 wattimmar per kilogram (Wh/kg).
Det strukturella batteriet som Chalmers tagit fram kan lagra 30 Wh/kg, men eftersom batteriet dubbeljobbar som bärande struktur går det att bygga in väldigt stor mängd i en bil.
Läs också:
Snart kan hela bilen fungera som ett batteri
Tvillingdramat i Europa – Volkswagens och Northvolts kriser hänger ihop
Ny rapport: Tre nyckelområden för fler elbilar
