Fremtidens batteriteknologi

Nissan letter på sløret om neste generasjon elbil-batterier

Batterieksperten lover drastiske bedringer, allerede før neste generasjons batterier er på plass.

BATTERIGURU: Francisco Carranza er en av Nissans batterieksperter, og har mye lovende å si om fremtiden - men også noen dårlige nyheter.
BATTERIGURU: Francisco Carranza er en av Nissans batterieksperter, og har mye lovende å si om fremtiden - men også noen dårlige nyheter. Vis mer

Kampanjetilbud på Elbil24 PRO – kun 1 krone!

(Elbil24):

Elbilen Nissan Leaf ble årets mest solgte bil i 2018 i Norge, uavhengig av drivlinje. Den knuser til og med folkebilen VW Golf, selv når vi tar med alle bensin, diesel og ladbare versjoner av Golf.

Og det med god margin.

Under slagordet «Electrify the World» avholdt Nissan nylig et arrangement i Oslo, der vinneren av en start-up konkurranse skulle utnevnes. Vi var tilstede, og fikk en lang prat med Nissans direktør for Battery Services, Francisco Carranza.

I årevis har han jobbet med utvikling av batteriteknologi for Nissan, en av få bilprodusenter som har hatt egen batteriproduksjon ned på celle-nivå.

Så hva kan han fortelle oss om fremtiden?

Gråsonen

Bare dagen i forkant av dette arrangementet stod Denis Mukwege, en av vinnerne av årets Nobels Fredspris, og varslet en hel verden om bruken av kobolt i batterier, blant annet for elbiler. Hva er så Nissans syn på dette?

DELER KUNNSKAP: Francisco Carranza deler gjerne av sin kunnskap om batteriteknologi. Foto: Knut Arne Marcussen
DELER KUNNSKAP: Francisco Carranza deler gjerne av sin kunnskap om batteriteknologi. Foto: Knut Arne Marcussen Vis mer

-Vi er kjent med situasjonen, men vi forsøker til enhver tid å etterstrebe at alle våre underleverandører opererer etter gjeldende standarder. Det gjelder alle de forskjellige mineralene vi bruker, enten det er kobolt, litium eller aluminium, svarer Carranza så politisk korrekt som mulig.

Samtidig legger han til at de nå er i ferd med å gå fra en 532-miks til 811, der det siste tallet indikerer andel kobolt. Den reduseres nå altså til det halve, men er dette godt nok? Til sammenligning har Tesla i følge Bloomberg New Energy redusert andelen kobolt til marginale 3 prosent.

Ny teknologi på tegnebrettet

-Som du vet jobber vi også med en helt ny batteriteknologi, forteller Carranza, og sikter til såkalte solid-state batterier, eller faststoff-batterier på godt norsk.

Forskjellen handler i hovedtrekk om konsistensen på elektrolytten, som i dagens litium-ion batterier er flytende, mens den i fremtidens faststoff-batterier da er fast. At Carranza trekker frem denne teknologien i spørsmålet rundt mineraler er ikke så merkelig, ettersom det er ventet et langt mindre behov for mineraler som det er knapphet på i et faststoffbatteri.

MINDRE: Med høyere energitetthet blir hver battericelle mindre, og man kan velge om man heller vil ha flere for å fylle den samme plassen. Foto: Nissan
MINDRE: Med høyere energitetthet blir hver battericelle mindre, og man kan velge om man heller vil ha flere for å fylle den samme plassen. Foto: Nissan Vis mer

I et tidligere intervju hos VW har Elbil24 fått opplyst at de første batteriene basert på fast-stoff vil bli tilgjengelige i mindre antall fra 2025. Samme selskap opplyser at de regner med full implementering av teknologien i alle nye elbiler fra 2030.

-Dette er omtrent den samme tidslinjen vi legger til grunn, forteller Carranza, men tilføyer at hver gang de estimerer tidslinjer pleier de å bli kortet ned betraktelig. Teknologien drives ofte raskere enn antatt.

Han ser derfor ikke bort fra at teknologien kan få fotfeste enda tidligere, men legger til at vi lenge før dette vil se enormt store forbedringer innen litium-ion teknologien.

Pris, vekt og størrelse

Det snakkes mye om fordelene slike fast-stoff batterier vil gi. Mange håper og tror at man med den nye teknologien blant annet blir kvitt de ulempene litium-ion batteriene har ved streng vinterkulde. Dette avviser Carranza tvert, og forteller at det vil bli like viktig å holde styr på temperaturen på faststoff, som ved litium-ion.

Den reelle gevinsten vil være besparelser i vekt, størrelse og pris, forteller han.

Ettersom energitettheten blir økt, vil størrelsen på batteriet gå ned for samme energimengde. Dermed vil også vekten slankes. Et neste alternativ er naturligvis å la batteriene være fysisk like store. Da øker energimengden, og dermed også rekkevidden. Teknologien vil uansett gjøre batteriene billigere å produsere, og man får mer energimengde per krone. Betraktelig mer.

Batterikostnadene for samme energimengde vil om tre år fra nå koste 30 prosent mindre, estimerer Carranza, basert på den kunnskapen han nå sitter med.

-Du vil også se biler innen tre år fra nå som har over 600 kilometers rekkevidde med et batteri på samme størrelse som bilene har i dag, legger han til.

Samtidig heller han en diger bøtte med kaldt vann i hodet på oss som bor her i det kalde nord. For det er sagt mye om fordelene ved faststoff-batterier, som at de skal lades langt hurtigere, at de ikke er følsomme for temperaturer på samme måte som litium-ion batteriene, og at skal fungere på samme måte på en kald vinterdag, som en super sommerdag, men nei da.

-Den eneste fordelen konsumentene vil merke noe til er prisen, forteller han, og legger til at han ser ikke bort fra at kundene kan spare rundt et par tusen euro (ca. 20.000 kroner) med den nye teknologien – og kanskje ha spare litt vekt.

Utover dette vil ikke faststoff-batteriene være noe bedre egnet i kulda enn litium-ion, forteller han, et utsagn vi tidligere har hørt også fra batteri-ingeniører fra Volkswagen og Audi.

MER ENERGI: Om tre år vil et batteri holde 30 prosent mer energi enn i dag, forteller Carranza. Foto: Nissan
MER ENERGI: Om tre år vil et batteri holde 30 prosent mer energi enn i dag, forteller Carranza. Foto: Nissan Vis mer

Ikke bekymret

Hva med produksjonskapasitetene, undrer vi. Er produsentene i stand til å levere de mengdene batterier som må til? Årsaken til spørsmålet er en stadig frykt for at de som utvinner mineraler og råvarer ikke klarer å utvinne nok, spesielt litium.

-Dette er «business as usual», forteller Carranza. Bilprodusentene må planlegge volumene lang tid i forveien, og deretter bestille av tilbyderne, forteller Carranza.

De bilprodusentene som planlegger godt vil etter alt å dømme få det de trenger, tror han. Carranza er med dette mer optimistisk enn enkelte andre bilprodusenter, som forventer for liten tilgang på spesielt litium i tidsrommet 2020-2022.

Det avhenger først og fremst av etterspørselen etter elbiler i de store markedene, men utslippskrav og andre teknologier tilsier at alle de store produsentene må utvikle og selge en god andel elbiler for å klare de pålagte utslippskravene.

Jo nærmere 2025, jo hardere blir disse kravene, som først trår til fra 2020.

V2G

Carranza forteller at han også har stor tro på at bilen skal være en giver av strøm til huset i de periodene av døgnet der strømprisen er på det høyeste, med en såkalt "Vehicle-2-grid" løsning.

-Er bilen koblet til huset, og har nok strøm på batteriet, så er det ingen ting i veien for at bilen kan være strømkilden i visse perioder av døgnet, forteller han.

PRØVEPROSJEKT: Nissan har satt opp en teststasjon på Johan Cruijff Arena i Amsterdam, der batteriene får et nytt liv etter å ha sittet i en elbil, og forsyner arenaen med strøm. Foto: Nissan
PRØVEPROSJEKT: Nissan har satt opp en teststasjon på Johan Cruijff Arena i Amsterdam, der batteriene får et nytt liv etter å ha sittet i en elbil, og forsyner arenaen med strøm. Foto: Nissan Vis mer

Nissan er da også en av de første tilbyderne av slike løsninger, og Carranza lover at de innen sommeren skal komme med et produkt på markedet som har en gunstig pris, gunstig nok til at det blir interessant også for det norske markedet.

Etter hvert kommer det også så mange batteriert tilbake fra elbilene at det blir et stort marked for at disse batteriene skal få et nytt liv etter at de har gjort sin første jobb i elbilen. Men å bytte batteri i en eldre elbil til et nytt batteri med høyere kapasitet ser han ikke for seg.

-Det krever blant annet bytte av kommunikasjonssystemer og programvare, og er ikke så enkelt som bare å skru ut og skru inn, forteller han.

I det vi er på vei ut døra kommer vi inn på systemer med 800-Volt teknologi. Han bekrefter at også Nissan jobber med teknologien, og etter hvert innrømmer han at dette antagelig blir en ny standard med tiden, men ikke enda.

Lading med 350 kW-ladere på 800 volt vil til å begynne med bli å få i de dyreste bilene.

Slik er det med det meste av ny teknologi, men i elbilmarkedet går alt veldig raskt, og for å sitere Francisco Carranza med hans egne ord; Teknologien drives ofte raskere enn antatt.