Forskare och företag avancerar fasta batterier, som lovar säkrare, längre räckvidd för elbilar med snabbare laddning. Prototypen kan dyka upp i fordon senast 2027, med kommersialisering inriktad på 2030. Tillverkningsutmaningar förblir det primära hindret trots genombrott i superjoniska material.
Fasta batterier representerar en nästa generations teknik för elbilar (EV), utformade för att vara lättare, mer kompakta och säkrare än nuvarande litiumjonbatterier genom att ersätta brandfarliga flytande elektrolyter med fasta. Dessa batterier kan göra det möjligt för EV att resa 400 till 600 miles på en enda laddning och ladda om på minuter, vilket adresserar räckviddsångest och laddningstider som för närvarande tar en halvtimme eller mer.
Fasts batteriers genomförbarhet har demonstrerats i laboratorier världen över, men att skala upp produktionen till acceptabla kostnader är den nyckelfrågan. 'Om du tittar på vad folk släpper ut som en roadmap från industrin, säger de att de kommer att försöka för faktiska prototypdemonstrationer av fasta batterier i sina fordon senast 2027 och försöka göra storskalig kommersialisering senast 2030,' säger Jun Liu, materialvetare vid University of Washington.
Genombrott i superjoniska material, upptäckta under de senaste två decennierna, gör det möjligt för litiumjoner att leda lika snabbt som i flytande elektrolyter, eller snabbare. Dessa material möjliggör högre energitäthet, potentiellt med användning av litiummetallanoder som lagrar 10 gånger mer energi per gram än grafitanoder i litiumjonbatterier. Sådana anoder undviker problem som dendritbildning, som kan orsaka kortslutningar eller bränder i vätskebaserade system.
Litiumjonbatterier, optimerade under 30 år, kostar nu 115 dollar per kilowattimme per april 2025, ner från 7 500 dollar 1991, med prognoser till 80 dollar senast 2030. De driver de flesta EV idag, med brandfrekvens på cirka 25 per 100 000 sålda fordon—långt lägre än 1 500 för bensinbilar. Dock skapar prestandaplatåer i laddningshastighet och energitäthet möjligheter för fast teknik.
Investeringar i fast batteriutveckling når miljarder globalt, med partnerskap som involverar Toyota, Volkswagen och startups som QuantumScape. Sulfidelektrolyter, känsliga för fukt och potentiellt giftiga vid brott, är tidiga kandidater för integration i befintliga tillverkningslinjer. Oxidalternativ erbjuder stabilitet men kräver specialhantering på grund av sprödhet.
'Varje biltillverkare har sagt att fasta batterier är framtiden,' noterar Eric Wachsman vid University of Maryland. Tidig adoption kan riktas mot högpresterande applikationer som EV, drönare och elektrifierad flyg, där högre energi, effekt och säkerhet är kritiska. Kina dominerar 70 procent av litiumjonproduktionen, vilket gör fasta batterier till en strategisk möjlighet för andra nationer.