Genombrottet för det miljövän-liga litium-polymerbatteriet kan vara nära förestående. I kulisserna väntar allt från elbilar till mobiltelefoner och leksaker.

Med stöd från EU, Nutek, Naturvetenskapliga Forskningsrådet och amerikanska intressen arbetar professor Josh Thomas i Uppsala på prototyper för litium- polymerbatterier. Elfordon är den mest aktuella tillämpningen, men andra industrier har också visat stort intresse.

- Det är inte uteslutet att vi nästa år får se en kommersiell introduktion, säger han.

Josh Thomas, bördig från Wales, är professor i fasta tillståndets elektrokemi på Uppsala universitet. I tio år har han forskat på litium-polymerbatteriets möjligheter. Han samarbetar nu med det danska batteriföretaget Danionics i Odense.

- De enda problem jag ser idag med batteriet är de ekonomiska, säger han. Batteriet kan dyka upp när som helst i en japansk bil.

Josh Thomas har "tjatat" om litium-polymerbatterier sedan mitten av 1980-talet. Det går inte att propagera för miljövänliga elbilar och sedan inte veta vad man ska göra av 300 kg miljöfarliga batterier per bil.

- De är en miljöbomb, menar han.

- Jag skulle kanske inte vilja ha litium-polymerbatterier på smörgåsen, säger han. Men man skulle kunna elda upp dem utan miljöfara. De innehåller kol, nickel, aluminium, lite litium, manganoxid och ofarliga polymerer.

Kan formas till karossdelar

Det nya med litum-polymerbatteriet är att det är mekaniskt flexibelt och kan rullas ihop i 0,3 mm tunna skivor för att sedan formas och stoppas i exempelvis olika karossdelar på elbilar.

När de släpps som kraftpaket för elfordon kommer dessa att få en räckvidd på minst 300 km och vara lättare än dagens nickel-kadmium batterier.

Litium-polymerbatterier har inga "minnesproblem". Cellerna kan laddas om cirka 300 gånger, men den siffran måste upp till mellan 1 000 och 2 000 gånger innan batteriet blir praktiskt användbart. Ännu kan de inte snabbladdas.

Tillämpningar som kan komma är batterier för gräsklippare, husuppvärmning i tapeten och att enskilda chips förses med batterier.

Josh Thomas vill inte svara på när fullskaleproduktion kan komma igång. Men Danionics producerar och testar nu prototyper för elfordon på 20 kWh. De första går till EU i Bryssel och Joule-programmet för icke-nukleär energiforskning, som pumpat in tiotals miljoner kronor i projektet. I kulisserna väntar Europas bilproducenter ivrigt.

Mobiltelefoner och datorer

Josh Thomas avslöjar inga företag. Andra källor säger dock att intresset är stort, bland annat hos Volvo.

Än akutare är intresset från företag som tillverkar mobiltelefoner och bärbara datorer. Med en uppskalad produktionsteknik skulle behovet av miljoner batterier lätt kunna tillfredsställas.

Danionics konkurrerar bland annat med två amerikanska företag, Ultralife och Valence, som planerar massproduktion inom ett år. Sony i Japan har släppt ett litium-jonbatteri, en sorts föregångare till litium-polymer, för elektronisk utrustning.

- Vi står inför en enorm invasion av miljövänliga batterier. Inom några få år kommer de att framstå som självklara, i allt från leksakstraktorer och dockor med blinkande ögon till mobiltelefoner och elbilar.

Christian Wigardt



Hög energi- och effekttäthet


Litium-polymerbatterier är synnerligen energi- och effekttäta:

150 Wh/kg resp 150 W/kg

Vanliga bly-syrabatterier:

35 Wh/kg resp 70 W/kg

Nickel-metallhydrid:

65 Wh/kg resp 200 W/kg

Nickel-kadmium:

45 Wh/kg resp 200 Wh/kg

Forskningen startade under 1970-talet då Dr Michel Armand i Grenoble fann att vissa polymerer kunde fungera som fast lösningsmedel för jonsalter, och att det resulterande materialet utgjorde ett lovande batterielektrolyt. Forskningen satte fart, främst i Danmark och i USA.

Utvecklingen fick skjuts i mitten av 1980-talet då US Navy beställde ett litium- polymerbatteri till ett geografiskt positionssystem (GPS) för flygare som störtat.

Batteriet till sändaren som positionerade sig mot satelliter var lika litet som ett par kreditkort. I dag finns flera patent runt om i världen.



Formas efter behag


Litium-polymerbatteriet kan rullas ihop i 0,3 mm tunna skivor som sedan kan formas till att passa tillämpningen. Anoden består av litium lagrad i en kolmatris och katoden av manganoxid. Elektrolyten är en jonledande polymerfilm. Spänningen är 4V och arbetstemperaturen cirka 50° C.