Vil det noen gang gå like raskt å lade elbiler som "vanlig" å fylle drivstoff på en "diesel"?

Elektriske kjøretøy blir raskt populært, men noen potensielle kjøpere er fortsatt nølende. En av grunnene er at lading av elbiler (elbiler) går tregt sammenlignet med det klassiske tillegget "diesel". Mens sjåfører i dag er vant til å fylle drivstofftanken på under fem minutter, tar elbiler, avhengig av batteristørrelse og spesifikasjoner, vanligvis mellom 20 og 30 minutter å nå 80 prosent på de raskeste ladestasjonene. På de raskeste ladestasjonene, kombinert med muligheten til å lade en bil, er det dermed mulig å legge til 100 kilometer rekkevidde på bare noen få minutter. Noen rapporterer til og med en tid på rundt 6 minutter.

Troen til eiere av ikke-elektriske kjøretøy er at de alltid vil lade elbilbatteriet til 80 prosent eller mer mens de er på veien. Faktum er at sjåfører av elbiler på hurtigladestasjoner kun «lader» energi for den nødvendige avstanden til hjemmeladestasjonen. Det betyr at de for eksempel på vei hjem fra en tur som er lengre enn bilens rekkevidde kun står på den elektriske laderen i cirka 10 minutter. Bare så mye som de trenger til hjemmet "kontakt". Årsaken ligger også i at lading av elbil ved offentlig infrastruktur til ladestasjoner er ganske dyrt, eller flere ganger dyrere enn å lade hjemme.

Om fem til ti år vil imidlertid mye raskere lading være mulig. Noe som teoretisk sett betyr et stopp ved en ladestasjon i bare noen få minutter. Bedrifter utvikler nemlig nye materialer for litium-ion-batterier, samt nye «solid state»-batterier, som er mer stabile ved raskere ladehastighet. Ladehastigheter på 15 minutter eller mindre for en "full" klassisk batterilading er allerede innen teknologisk rekkevidde i dag.

I mellomtiden har et team av forskere nylig designet en prototype av litiumbatteri som kan lade mer enn 50 prosent av kapasiteten under laboratorieforhold på bare tre minutter – og kan gjøre det tusenvis av ganger uten å redusere kapasiteten betydelig. Forskerne rapporterer også at det kan bane vei for batterier som kan lades helt opp på bare 10 minutter.

Imidlertid er det fortsatt vitenskapelige og tekniske utfordringer som må overvinnes før ultrarask ladede elbiler er teknisk gjennomførbare og fremfor alt rimelige. Noen eksperter stiller spørsmål ved om elbiler som kan lades så raskt, virkelig er fremtiden vi ønsker oss – i hvert fall med det elektriske nettet vi har nå. Dette kan være et hinder.

Grunnleggende om lading

Batteriene i dagens elbiler består av tusenvis av litium-ion-celler med evnen til å lagre og frigjøre energi tusenvis av ganger. Hver av disse cellene består av to elektroder – en metallkatode og en grafittanode – adskilt av en flytende elektrolytt. Mens batteriet lades, strømmer litiumioner gjennom væsken fra katoden til anoden, og fyller mellomrommene mellom grafittlagene. Hastigheten som litiumioner beveger seg fra katoden til anoden med dikterer hvor raskt batteriet lades.

Ved høye ladehastigheter kan litiumbatterier overopphetes, noe som fører til at de brytes ned over tid. Mer problematisk kan litium begynne å samle seg på overflaten av anoden i stedet for å komme inn i den - et fenomen kjent som litiumbelegg. Ikke bare kan dette drastisk redusere batterikapasiteten, litiumavleiringer danner til slutt filamentlignende strukturer kjent som dendritter. Når de begynner å dannes, kan disse dendrittene vokse over elektrolytten, berøre katoden og skape en kortslutning, noe som får batteriet til å ta fyr eller eksplodere.

På grunn av problemer med hurtiglading har alle EV-batterier innebygde hastighetsgrenser for lading. En veldig kraftig hurtigladestasjon på 350 kilowatt kunne teoretisk ladet 95 kilowatt-timers batteriet til en SUV som Audi E-tron på mindre enn 16 minutter. Men selve batteriet kan bare håndtere maksimalt rundt 150 kilowatt ladeeffekt, noe som gjør den faktiske fulladehastighetsgrensen nærmere 40 minutter.

Hvor raskt batteriet lades avhenger ikke bare av laderen og hvor mange kilowatt strøm batteriet er i stand til å motta, men også av størrelsen på batteriet, hvor mye det lades og til og med av været - det vil si den eksterne temperaturer og batteriets beredskap til å motta energi. Likevel kan avanserte hurtigladestasjoner ofte lade et EV-batteri opp til 80 prosent, bokstavelig talt øke rekkevidden på hundrevis av miles på så lite som 30 minutter (når batteriet er 80 prosent fullt, reduseres ladehastigheten for å unngå å skade batteriet). Tesla-eiere kan besøke "Tesla supercharger"-stasjonen, som vil legge til rundt 300 km rekkevidde på 15 minutter.

Hva er fremtiden for ultrarask lading?

Selv om det er ekstremt raskt å legge til 300 kilometer på bare 15 minutter, er dette psykologisk fortsatt langt fra det vi trenger i dag for å fylle opp en klassisk «diesel»-tank som vi kjører 1000 kilometer med. De som håper på en slik ladeopplevelse for elbiler, må vente ytterligere et tiår eller så før den allerede kjente teknologien blir satt i praksis. Selv når EV-batterier er i stand til å lades på mindre enn 10 minutter, er det ikke klart om ultrarask lading vil være mulig. Ved 400 volt og mer, som dagens hurtigladestasjoner trekker fra det elektriske nettet, dukker spørsmålet om infrastrukturens bærekraft raskt opp.

Men faktum er at vi spør om feil ting! Elbilbrukere bruker offentlig infrastruktur og hurtigladestasjoner kun som nødutgang. De fleste moderne elbiler klarer å kjøre ekte 300 kilometer uten å lade. I praksis betyr dette at alle fra Ljubljana enkelt kan komme seg til Portorož og tilbake. Så til hjemmeladestasjonen - uten mellomstopp. Ønsker du trygge 100 kilometer ekstra rekkevidde kan du få energien på under 10 minutter på hurtigladestasjoner langs motorveiene. Dette er en tid som kan sammenlignes med et vanlig stopp på en bensinstasjon. Både sjåfører av klassiske biler og elbiler suger.