Ett batteri kan innehåller energi som görs tillgänglig i elektrisk form för andra komponenter som är anslutna till batteriet. En ström av elektroner rör sig från en negativ pol (anoden) genom komponenten till den positiva polen (katoden). Strömmen av elektroner pågår tills skillnaden i spänning mellan polerna har jämnats ut.

Den förmodligen vanligaste typen är litiumbatteri. Det har högre energitäthet än alkaliska batterier och brunstensbatterier. Det har normalt dubbelt så hög nominell cellspänning (3,0 eller 3,6 V). Litiumbatterier kan avge brännbara gaser, eller till och med fatta eld om de kortsluts.

Tillverkningen av litiumbatterier har snabbt blivit billigare. Sedan 1991 har kostnaden per kWh minskat med 97%. Det förefaller som om att kostnaden fortsätter att falla i samma takt.[1]

Litium

Litium är ett grundämne. Det förekommer i många bergarter, 0,001 7 % av jordskorpan, i havsvatten 1,8 · 10-5 % (0,18 mg/l). I mineralkällor kan halterna vara betydligt högre, 0,05…10 mg/liter. Ungefär hälften av allt litium finns i Bolivias saltöken. Detta gör att litium är det 35:e vanligaste grundämnet i jordskorpan.

Litium används vid tillverkning av batterier för bland annat datorer och elfordon. Behovet ökar för i snabb takt. Världsproduktionen av litium uppgick år 2016 till cirka 35 000 ton varav Chile, Australien, Kina och Argentina står för över 95%. Den ökade efterfrågan har lett till ökad prospektering och år 2016 uppskattades världens kända tillgångar till 47 miljoner ton, varav Argentina och Bolivia vardera har cirka 9 miljoner ton.

I Sverige pågår viss prospektering. Provborrning efter litium gjordes i början av 2013. Möjliga fynd av bidrog till intresset. Provborrningarna stoppades emellertid 2013.

Priset på Litium har stigit med ca 425% under 2022 fram till juni.[2]

Kobolt

Kobolt är ett grundämne med kemisk beteckning Co. Kobolt används ofta i litiumjonbatterier, uppladdningsbara batterier där litiumkoboltoxid är vanligt som aktivt katodmaterial. Inte minst den ökande tillverkningen av elbilar bidrar till en allt större efterfrågan på kobolt, och billigare alternativ söks.

Tidigare har kobolt brutits i Los koboltgruva i Hälsingland och Vena koboltgruvor i Närke. Andra platser för brytning av koboltmineral var Gladhammar, Tunaberg, Håkansboda (i Västmanland) och Riddarhyttan.

Möjliga nya förekomster finns i Ahmavuoma, som ligger mellan Lannavaara och Lainio, nära Vittangi och i Oviken i Bergs kommun. [3]

Nickel

Nickel är ett grundämne med det kemiska tecknet Ni. Omkring 65 procent av det nickel som konsumeras i västvärlden används för att framställa rostfritt stål. Ytterligare 12 procent används i superlegeringar. De kvarstående 23 % av nickelkonsumtionen delas mellan stållegeringar, uppladdningsbara batterier, katalysatorer och andra kemikalier, myntning, gjuteriprodukter och ytbehandling. [4]

Fastfaselektrolyter/solid state

De flesta större biltillverkare satsar på litiumjonbatterier där den flytande eller gelaktiga elektrolyten har ersatts med en elektrolyt i fast fas. På engelska brukar batterierna kallas för solid state.

Fördelen är framför allt minskad brandrisk samt att en anod av metalliskt litium kan användas, vilket innebär att cellen får en högre enerigtäthet jämfört med dagens litiumjonceller, som har grafitbaserade anoder. I elbilar översätts det till längre räckvidd. [5]

Kinesiska elbilstillverkaren Dongfeng har levererat de första elbilarna med ett solid state-batteri. Istället för en flytande elektrolyt som sitter i de flesta litiumjonbatterierna har solid state-batteriet en fast sådan. De har både högre energitäthet och väger mindre. Dessutom är de i teorin också enklare att tillverka och dessutom betydligt säkrare. Men ännu finns ingen storskalig serieproduktion av solid state-batterier. De flesta tillverkarna är däremot ense om att det är nästa stora steg i batteriutvecklingen. [6]

Inverkan på klimatet

Enligt en ny rapport sammanställd av IVL Svenska Miljöinstitutet för Energimyndighetens och Trafikverkets räkning är batteritillverkningen så pass energikrävande att elbilens klimatnytta delvis försvinner. [7] [8]

Råvarupriser

"Elfordonsförsäljningen i Kina och USA ökade med tresiffriga procenttal under 2021, vilket ställde högre krav på kobolt- och litiumproduktion. Detta syns på råvarubörserna där terminspriserna på kobolt och litium mer än fördubblats sedan lanseringen i december 2020 respektive maj 2021.

Elfordon fortsätter att öka sin andel av den globala bilmarknaden. Enligt International Energy Agency (IEA) mer än fördubblades elbilsförsäljningen mellan 2020 och 2021.

Totalt såldes 6,6 miljoner elbilar det senaste året, vilket motsvarar nästan 10 procent av den globala marknaden. Kina är den största marknaden för elbilar, med en försäljning som ökade med 179 procent till 3,4 miljoner nybilsregistreringar. Kina går därmed om Europa med 2,3 miljoner enheter (+64 procent). Även om den var mindre än Kina eller Europa, visade den amerikanska elbilsmarknaden också stark tillväxt och ökade med 123 procent till 700 000 enheter." [9]

Batterifabriker

Batterifabriker har på kort tid hamnat högst upp på bilbranschens önskelistor. Bara i Europa planeras eller tillkännages minst 38 batterigigafabriker, med tillräcklig kapacitet för att driva cirka 8 miljoner elbilar.

Natriumbatterier

Natriumjonbatteriet (NIB eller SIB) (eng sodium) är en typ av laddningsbart batteri som använder natriumjoner (Na+) som laddningsbärare. Dess arbetsprincip och cellkonstruktion är nästan identisk med de för litiumjonbatterier (LIB), men ersätt litium med natrium.

Natriumjonbatterier är ett potentiellt alternativ till litiumbaserad batteriteknik, till stor del på grund av natriums lägre kostnad och större tillgänglighet. Eftersom SIB:er använder rikligt med och billiga material, förväntas de vara billigare än LIB:er. Miljöpåverkan från SIB är också lägre. Även om SIB:er är tyngre och större än LIB:er, är de möjliga för stationära energilagringssystem där vikten och volymen är mindre avgörande.

SIB fick akademiskt och kommersiellt intresse under 2010- och 2020-talen, till stor del på grund av den ojämna geografiska fördelningen, höga miljöpåverkan och höga kostnader för många av de material som krävs för litiumjonbatterier. De främsta bland dessa är litium, kobolt, koppar och nickel, som inte strikt krävs för många typer av natriumjonbatterier. Den största fördelen med natriumjonbatterier är den naturliga mängden natrium.

Från och med 2022 är natriumjonbatterier inte kommersiellt betydelsefulla, men detta kan komma att förändras när CATL, världens största batteritillverkare, börjar masstillverka 2022. Tekniken nämns inte i en rapport från United States Energy Information Administration om batterilagringsteknik. Inga elfordon använder natriumjonbatterier. Utmaningar för adoption inkluderar låg energitäthet och otillräckliga laddnings-urladdningscykler.[10]

Källor

• Batteri, Wikipedia,
• Litiumbatteri, Wikipedia
• Hur utvecklas nästa generation batterier? Waldemar Ingdahl (2020-07-12)
• Transport & environment
• 38 New EV Battery Gigafactories Planned In Europe, CleanTech
• Weak climate rules put Europe's battery boom at risk, Transport & Environment
• How Australia and Chile Are Secretly Trying To Control The World And Take Down China, Jack Chappel, Youtube(2022-09-04)
• Sodium-ion battery, WIkipedia
• Elon Musk Reveals New Tesla Battery Design that Could Last 100 Years, Change the Entire Industry!, Youtube (2021-01-31)
• Britishvolt, Wikipedia
• Britishvolt har kollapsat, Elektroniktidningen
• Slutet för Britishvolt? Batteriföretag i konkurs, Dagens PS