Elbil-industrien er en av de aller største drivkreftene for utviklingen av batteriteknologi. Bilfabrikanten Toyota er blant selskapene som jobber hardt på dette området, og selskapet har nylig lansert et veikart for neste generasjons batteriteknologier. Der finner vi tre videreutviklinger av tradisjonelle Li-ion-batterier, i tillegg til at selskapet opplyser at de har hatt et gjennombrudd innen faststoffbatterier («Solid State Batteries») som gjør at fokuset nå er dreid fra forskning og utvikling til masseproduksjon.
Med forbedringer både på effekt, rekkevidde, ladetid og kostnad er det et attraktivt bilde Toyota maler av framtidens elbiler. Selskapet forventer å starte produksjonen av neste generasjons elbiler i 2026.
Tre nye Li-ion-batterier
Det var under en teknisk workshop tidligere i sommer selskapet viste fram sine planer for morgendagens batterier og elbiler. Takero Kato, direktør for Toyotas BEV-Factory, sa at 1,7 millioner av de 3,5 millioner elbilene som Toyota forventer å selge innen 2030 vil være nestegenerasjons modeller. Han fremhevet også at en rekke ulike batteriteknologier vil være nøkkelen til at elbiler kan appellere til et bredere publikum og dekke deres behov.
Fakta: Slik virker det oppladbare batteriet
– Vi kommer til å trenge ulike alternativer for batterier, på samme måte som vi har ulike varianter av motorer. Det er viktig å tilby batteriløsninger som er kompatible med en rekke modeller og kundenes behov, sier Takero Kato i en pressemelding fra Toyota Norge.
Denne strategien gjenspeiler seg i hvordan Toyota ser for seg å realisere batteriløsninger med forskjellige egenskaper. Innen litiumbatterier med flytende elektrolytt kommer tre forskjellige batterityper med forskjellig profil: (alle rekkeviddetallene under kommer først og fremst fra de nye batteriene, men aerodynamikken og redusert vekt på bilen spiller også en rolle)
1. Performance – Li-ion. Dette batteriet kommer i de nye bilene fra 2026 av, der rekkevidden antydes å nå 800 kilometer. I tillegg forventer Toyota at batteriet vil:
- Ha en 20 prosent lavere kostnad enn batteriet i dagens Toyota-modell bZ4X
- Lades opp på 20 minutter eller mindre, fra 10 til 80 prosent oppladingsgrad SOC («State of Charge»)
- Lanseres i 2026
2. Popularised – LiFePO4. Dette er et batteri som er basert på den billigere LFP-kjemien, kombinert med et batteridesign som Toyota kaller «bipolar», se illustrasjonen under. Dette batteriet forventer Toyota vil:
- Øke rekkevidden med 20 prosent, sammenlignet med bZ4X
- Ha en 40 prosent lavere kostnad, sammenlignet med bZ4X
- Lades opp på 30 minutter eller mindre, fra 10 til 80 prosent SOC
- Lanseres i 2026-27
3. High performance – Li-ion. Dette batteriet kombinerer en Li-ion-kjemi med bipolar batterioppbygning som bruker nikkel i katoden, som til sammen skal gi en rekkevidde på over 1000 kilometer. I tillegg skal dette batteriet også:
- Gi ytterligere 10 prosent kostnadsreduksjon, sammenlignet med Performance-batteriet.
- Lades opp på 20 minutter eller mindre, fra 10 til 80 prosent SOC.
- Lanseres i 2027-28.
Bly, nikkel og litium - dette skiller batteri-familiene
Gjennombrudd for faststoffbatterier
Faststoffbatterier er Li-ion-batterier som har en elektrolytt av et fast materiale. Dette vil gjøre at ionene i batteriet beveger seg raskere, samtidig som batteriet får langt større toleranse høye spenninger og temperaturer. Dette vil gi et batteri som kan lades opp og ut langt raskere, i tillegg til at energitettheten blir høyere, som resulterer i mindre batterier med samme kapasitet eller like store batteripakker med langt høyere kapasitet.
Fysikken og kjemien i faststoffbatterier har vært kjent siden 1830-årene, men kommersielle løsninger med lang levetid for en fornuftig penge har foreløpig ikke eksistert. Nå opplyser Toyota at de har fått et gjennombrudd i å forbedre holdbarheten til faststoffbatterier. Dette betyr at selskapet flytter sin teknologi for faststoffbatterier over til serieproduksjon. Opprinnelig var Toyotas strategi for faststoffbatterier at de ville bli sett i hybridbiler først, men nå fokuserer selskapet på å bruke dem i neste generasjon elbiler i stedet.
De første faststoffbatteriene fra Toyota vil:
- Gi 20 prosent høyere rekkevidde sammenlignet med Performance-batteriet, opp til omlag 1000 kilometer.
- Lades opp fra 10 til 80 prosent SOC på 10 minutter eller mindre.
I tillegg til dette batteriet jobber Toyota med å videreutvikle faststoffbatteriene sine videre. Dette prosjektet har en målsetning om et batteri som gir 50 prosent forbedring av rekkevidden, sammenlignet med Performance-batteriet. Når dette batteriet skal være lansert og befinne seg i en elbil fra Toyota, har selskapet foreløpig ikke sagt noe om. Her er det samlete veikartet for batterier i elbiler fra Toyota:
