Hvorfor brukes ikke litiumion-batterier til bilstart så mye?

Så når vi snakker om bilbatterier, la oss forstå at vi snakker om startbatteriet – de viktige organene som hjelper til med å initiere og levere strøm til dine gode gamle biler med forbrenningsmotor. Disse er i tillegg til det store drivbatteriet som elbiler bruker både for rekkevidde og kraft. Selv om Li-Ion-teknologi brukes mer og mer for et bredt spekter av anvendelser, er det ganske uvanlig når det gjelder startbatterier i biler. Denne artikkelen undersøker det store bildet bak dette, og ser nærmere på teknologiske, økonomiske og logistiske utfordringer som har hindret at litiumion-batterier brukes universelt innenfor dette feltet.

Hva gjør startbatterier i biler?

De starterbatteriene du finner i motorvogner, er designet for å levere et kort kraftige strømstøt, omtrent lang nok til kun å få motoren til å starte og forbrenningen i gang. De må også yte optimalt uavhengig av forholdene – iskalde vintre, svært varme somre – og fungere i harmoni med kjøretøyets elektronikk. Start av motor, i motsetning til EV-batterier som er nøye optimalisert for energitetthet (lange rekkevidder), har helt andre krav: effekttetthet og levetid ved høyeffekt sykluser. Dette er et viktig poeng, siden det setter standarden som enhver konkurrerende batteriteknologi som søker å overta slike funksjoner, vil bli målt opp mot. Lithiumion-teknologien er generelt sett moden, men støter umiddelbart på en rekke problemer når den brukes til disse formålene, noe vi vil gå nærmere inn på i avsnittene nedenfor.

Teknologiske og ytelsesmessige begrensninger

Lithium-ion-batteriet brukes, og erstatter da den tradisjonelle bly-syre-akkumulatoren, har høyere energitetthet og veier mindre. For mange anvendelser gir imidlertid disse fordelene liten mening. Et annet spørsmål er hvordan de presterer i varme og kalde temperaturer. I et kaldt klima kan lithium-ion-celler være vanskelige å håndtere, siden de kun gir en begrenset mengde startstrøm, som ofte ikke er nok til å starte kjøretøyet. Derimot er bly-syre-batterier også sterke under slike forhold og kan alltid levere strøm, selv om det blir kaldt. Videre krever det ovennevnte lithium-ion-batteriet avansert spenningsovervåkning for å unngå overopplading og/eller enheter som forhindrer overdreven utladning når det lades med ladeutstyr i et kjøretøy der det ikke er tilpasset, for eksempel fordi dette kjøretøyet bare trenger mye enklere bly-syre-detektorer. Lithium-ion-batterier må også nøye overvåkes og styres, ellers kan de skades eller ødelegges, noe som ytterligere øker kompleksiteten og kostnadene.

Økonomiske og sikkerhetsmessige hensyn

Pris er et annet problem med litium-ion-startbatterier. De er betydelig dyrere å produsere enn bly-syre-batterier, som har hatt nytte av tiår med forbedringer og skalafordele. Selv til denne prisen er bly-syre-batterier bare akkurat gode nok for majoriteten av sluttbrukere og produsenter. Sikkerhet er en annen kritisk faktor. Litium-ion-batterier kan være farlige eller ikke trygge hvis batteriet blir punktert, overopphetet eller kortsluttet. Dette er også en av grunnene til at bly-syre-batterier, selv om de langt fra er helt trygge, er tryggere/mer stabile i hard (automobil) bruk. På grunn av disse faktorene er litium-ion dårlig egnet for høyvolums startbatterier sett fra økonomisk og sikkerhetsmessig synsvinkel.

Utbredelsen av bly-syre-batterier

Det er en grunn til at bly-syre-batteriet har eksistert i mer enn 100 år som standard for start i bilindustrien. De er svært pålitelige og kan levere den høye strømmen som trengs for å starte en motor uten alvorlig nedbrytning ved utladning. Videre er teknologien moden; den har allerede etablerte produksjons- og resirkuleringsprosesser som returnerer de fleste materialene til kretsløpet, ifølge publiserte studier som sier at det er bærekraftig. Dette kombineres med faktumet at bly-syre-batterier passer inn i eksisterende kjøretøyarkitekturer og viser seg å være noe som ikke krever store systemendringer i ting som ladeinfrastruktur eller elektrisk infrastruktur. Det er selvfølgelig enkelheten i å integrere dem i annen teknologi og fabrikker sammen med deres lave kostnad som gjør dem til et opplagt valg. Kort sagt kan bilindustrien vinne lite på å gå over til litium-ion for startformål, spesielt når den etablerte bly-syre-teknologien gir forbrukerne trygghet.

Fremtidsperspektiver og bransjetrender

Det kan alt sammen bli en annen historie i fremtiden når det gjelder startbatterier, men vent at disse endringene vil være marginale. Dene begrensningene blir imidlertid mer håndterlige med fremskritt innen litym-jon-kjemi, inkludert oppdateringer av de ulike variantene av litymjernfosfat-derivater som gjør dem tryggere og/eller mer kostnadseffektive. Men teknologien må utvikle seg, og bransjepraksis og forbrukere må tilpasse seg dette, sier bransjeaktører. Ettersom kjøretøy får flere elektroniske funksjoner og går over til hybridisering, kan etterspørselen etter startbatterier endre seg – noe som potensielt kan skape en åpning for litym-ion. Men bly-syre-batterier vil fortsette å dominere på kort sikt, da de har en etablert infrastruktur og gir økonomiske fordeler. Overgangen til nye teknologier vil være en sammensatt blanding av nyvinninger og funksjonelle behov.

Kort sagt er litiumion-bilbatterier ikke utbredt i start-stopp-systemer på grunn av ytelsesbegrensninger og kostnadsaspekter, sikkerhetsmessige hensyn og den svært sterke eksisterende basen av bly-syre-teknologi. Litiumion er en lovende teknologi for andre anvendelser, men har så langt vært relativt lite brukt til tradisjonell bilstart. Disse forutsetningene forklarer hvorfor innovasjon fremdeles utvikles innen andre sektorer, mens modne og testede løsninger anses som det foretrukne valget for bilindustrien.