Faststoff litium batterier eller Solid State Lithium batterier som de også blir kalt, er det neste steget i batteriteknologi for litium batterier. I forhold til litium batterier med væske i elektrolytten, har faststoff batteriene byttet dette ut med et tørt, ikke flytende materiale. Dette har mange fordeler, både med tanke på den fysiske utformingen, vekt og størrelse, men også praktisk med tanke på levetid og temperaturpåvirkning.
Kjemien og oppbygging av faststoff batterier
Tradisjonelle litium batterier er bygget opp med en katode og anode som ligger i en "flytende" elektrolytt. Mellom katoden og anoden er det lagt inn en separator som skiller anoden og katoden fra hverandre. Den flytende elektorlytten har god kjemisk kontakt med de aktive komponentene i anoden og katoden, noe som har gitt effektive batterier. Ulempen med den flytende elektrolytten er at den gir et mindre stabilt batteri, anode og katodematerialet kan over tid "flytte" på seg. Med faststoff som elektrolytt, låses anodemateriale og katoedematerialet i mye større grad, da det ikke kan "flyte løst rundt".
Faststoff batterier er særlig egnet i Norge
Litium faststoff-batterier er geniale for bruk i norsk klima. Særlig at de beholder det meste av kapasiteten i lave temperaturer gjør de veldig egnet i kaldt norsk klima. Et stort problem med tradisjonelle blybatterier er at de mister mye effekt når det er kaldt. I solcelleanlegg på hytter er dette et særlig problem, da kulden gir batteriene minst kapasitet når man trenger de mest, nemlig på vinteren. Også tradisjonelle litium batterier med "flytende" elektrolytt mister mye kapasitet i kulden. Ser man på faststoff batterier, så er bildet et helt annet. På temperaturer ned til 0 grader mister de så godt som ingen kapasitet og på temperatur ned til -20°C beholder de fortsatt nesten 97,5% av kapasiteten. I forhold til blybatterier er dette fantastiske tall. Selv med bare moderat belastning, har blybatterier gjerne bare 60% av kapasiteten igjen ved 0°C og 40% av kapasiteten igjen ved -20°C. Er belastningne stor er kapasiteten på blybatterier enda mindre.
Temperaturpåvirkning litium faststoffbatterier sin kapasitet i kulde
Bruk av faststoffbatteri i kulde
En av de store fordelene til litium faststoff batterier er at de blir svært lite påvirket av kulde ved utlading. De holder stort sett på både spenning og kapasitet selv i lave temperaturer. På hytten med solcelleanlegg er dette en kjempefordel, da det nettopp er i den kalde og mørke årstiden at man trenger kapasiteten på batteriene. For hurtiglading trenger man fortsatt at batteriet er temperert. I nettbutikken vår har vi derfor faststoff litium batterier med varmefolie som forbereder batteriet for hurtiglading i kulden.
Faststoff batteri tåler mange ladesyklusser
En måte å måle batterilevetiden på er å se hvor mange syklusser med utlading de tåler. Solid State lithium batteri tåler utrolige 10.000 utladingssykluser til 80% DOD. Det er mer enn dobbelt så mye som de beste tradisjonelle LiFePO4 batteriene klarer. Til 100% DOD utlading takler batteriet 5000 sykluser, som er to og en halv gang så bra som det beste tradisjonelle LiFePO4 batteriet klarer. Tradisjonelle LiFePO4 batterier klarer inntil 2000 sykluser til 100% og 5000 sykluser til 80%.
LiFePO4 faststoff batterier er enda sikrere
Selv om vanlige LiFePO4 litium batterier er veldig sikre, er solid state enda sikrere. For å sammenligne vanlige LiFePO4 litium batterier med litium batterier man finner i de fleste el biler og mobiltelefoner, så kan vanlige LiFePO4 litium batterier i praksis ikke brenne på samme måten. Man kan få varmeutvikling og røykutvikling, men får ikke en intens brann på samme måten. Heller ikke om man er så brutal at man kjører en spiker gjennom et tradisjonelt LiFePO4 litium batteri vil man normalt klare å få til en brann. I faststoff litium batter er den brennbare elektrolytten byttet ut med et faststoff som ikke brenner, dermed er faren for brann redusert ytterligere fra et allerede lavt nivå.
Et annet moment som er viktig å få med seg er at faststoff elektrolytten påvirkes mye mindre av varme. Dermed er batteriet mye mer stabilt selv i høye temperaturer.
Solid State Heat Pro Connect
Etter samarbeid med ledende produsenter av battericeller, BMSer og batterisystemer har vi fått utviklet en serie med litium faststoff batterier som er spesialutviklet for bruk i Norge. Solid State Heat Pro Connect batteriene er ikke bare et faststoff-batteri, men har også varmefolie som muliggjør hurtiglading i kuldegrader. Videre har serien Bluetooth for enkel overvåking og kontroll. Batteriene har også kontakt for oppkopling mot Victron Cerbo GX for overåking av batteriene i større systemer og over internett.
48V Solid State Rack batteri
For store systemer har vi også fått utviklet en 48V Solid State Rack versjon med varmelement. Rack versjonen er ypperlig for paralellkobling i store systemer og er også Victron kompatible for overvåking. Rack batteriene er videre også kompatible med en rekke solcelle grid invertere med batterilagring, slik som fra Growatt, PYLONTech, Solis, Ginlong, SMA, Sofar, samt flere andre. I disse systemene er antall ladesyklusser viktige og her kommer virkelig den dobble kapasiteten i forhold til tradisjonelle litium batterier til sin rett. Med dobbelt antall ladesyklusser kan man halvere batterikostanden i forhold til levetiden, gitt like øvrige parametre.
