Batterier står i centrum för minskningen av kolutsläpp från fordon, men i grund och botten bygger de på teknik som går tillbaka 200 år i tiden. Det första elektriska batteriet uppfanns år 1800 av Alessandro Volta, med tiden har tekniken förbättrats och 1985 utvecklades det första litiumjonbatteriet för att vara i kommersiellt bruk 1991.
Litiumjontekniken har möjliggjort energilagring som tar mindre plats med lägre vikt och samtidigt mer långlivade batterier.
Hur fungerar ett batteri?
Hjärtat i batteriet är cellerna, vilka utgörs av katod (+), anod (-), elektrolytvätska och en separator, och när litiumjonerna rör sig från (+) till (-) och tillbaka igen så alstrar de elektricitet och laddar batteriet. Dessa individuella celler sätts sedan samman i en modul, flera moduler med sensorer och en styrenhet utgör en batterisats. Batterisatserna används sedan för att driva fordon.
Är batterier hållbara, vilken inverkan har mineralerna som används?
Batteritillverkare mäter sin miljöpåverkan från mineralutvinning och behandling för cell- och batteriproduktion. Mineralerna som används är framför allt litium, nickel, kobolt och mangan, dessa mineraler betraktas inte som knappa resurser och finns tillgängliga för storskalig tillverkning av elektriska batterier. En global skärskådning av utvinningen och bearbetningen av dessa mineraler medför att tillverkarna är mycket noga med hur de arbetar.
Allting från inverkan på mark, biologisk mångfald, vatten och avfall såväl som hälsa och säkerhet, arbete och mänskliga rättigheter är centralt i deras verksamhet. Det är värt att notera att 70 % av kolavtrycket för en battericell ligger i produktionen och batteritillverkare planerar gigafabriker i närheten av anläggningar för fordonsproduktion för att minska utsläppen totalt sett och genom användning av mer miljövänliga källor för energiproduktion.
Den stora frågan beträffande batterier är räckvidd.
Även om det finns standardmått så är antalet km per kilowattimme (km per kWh) elbilsmotsvarigheten till km per liter (km/l). Det finns många faktorer som inverkar på räckvidden, inte minst utomhustemperatur, fordonstyp, aerodynamik och cellernas ålder, men minst 10 års livslängd kan förväntas för en battericell. En tumregel är att ju högre kWh-siffran är, desto längre blir fordonets körsträcka på en uppladdning.
Livscykeln för ett batteri
Batteriunderhåll är nödvändigt, särskilt i ett tidigt skede, men kapacitet och effekt minskar med tiden beroende på underhåll och användning. Varje batterisats förväntas bibehålla sin laddnings-/urladdningskapacitet mellan 160 000 och 320 000 km. Tillverkare har så hög tilltro till batteriets väganvändning att flertalet elbilar kommer med en utökad garanti på åtta år eller 160 000 km, vilket är bättre än alternativ med förbränningsmotor.
Det finns cirkulära synsätt för batterier som utvecklas för att begränsa behovet att utvinna naturresurser och möjligheter för reparatörer som utvecklas med tiden. Batterirekonditionering blir möjligt för återanvändning i fordon eller för energilagring i hem, vissa tillverkare har planer att tillhandahålla batterier för offentliga platser, exempelvis planerar Nissan att tillhandahålla kasserade elbilsbatterier för backup-spänning till Amsterdam Arena. När ett batteri är förbrukat återvinns materialen i slutet av dess livscykel för tillverkning av nya batterier, och detta sker i avsevärda mängder då många regeringar redan stiftar lagar för att säkerställa detta.
Vilka utvecklingsvägar kan förväntas i framtiden?
Mot slutet av årtiondet kommer antalet litiumjonbatterier att öka avsevärt, och med högre energidensiteter än dagens batterier blir de lättare och med längre räckvidd. Priser kommer att sjunka men detta är ganska osäkert, speciellt för mineralerna som erfordras. Gigafabrikernas storskaliga produktion kommer att tvinga ner priserna.
Lägre priser, med myndighetslagstiftning och stimulansåtgärder, kommer att främja elfordonsförsäljningen, fler elbilar innebär mer utmaningar men även ökade möjligheter för eftermarknaden, kommer alla att vara redo?
Batterier förändrar världen…är du också redo för förändringar?
