Mikrosuperkondensatorer ska ge bättre laddegenskaper och längre livslängd hos batteriet. Foto: Patrik Lindgren / Teknikens Värld

Små superkondensatorer räddar livet på elbilsbatteriet

Snabbare laddning och lång livslängd. Det är vad superkondensatorer kan göra för elbilsbatterier. Nu har forskare vid Chalmers löst ett viktigt problem. 

Superkondensatorer lagrar elektrisk energi, precis som ett batteri. Men de gör det på ett annat sätt. De består av två elektriska ledare som skiljs åt av ett isolerande skikt och kan laddas och laddas ur mycket snabbare än ett batteri, utan att prestandan försämras nämnvärt. Däremot har de inte alls samma energilagringstäthet som ett batteri. 

När en superkondensator kombineras med ett batteri kan batteriets livslängd bli mångdubbelt längre, eftersom superkondensatorn avlastar batteriet. Det kan helt enkelt ta hand om en del av jobbet. 

Men i dagsläget är superkondensatorer alldeles för skrymmande för att kunna integreras i, säg, en elbil. De skulle behöva ta lika stor plats som själva batteriet, och då skulle det inte bli mycket plats över till passagerare. Därför pågår forskning för att göra superkondensatorerna mindre, mycket mindre. 

Nu har forskare vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg utvecklat en metod som innebär ett genombrott för hur små superkondensatorer kan tillverkas, så kallade mikrosuperkondensatorer. De är så små att de kan få plats på de systemkretsar, även kallade ”system-on-a-chip”, som innehåller styrningen till flera olika sorters funktioner i mobiltelefoner, datorer, elmotorer och nästan all elektronik vi använder idag.

– När man pratar om nya teknologier är det lätt att glömma bort hur viktig tillverkningsmetoden är för att de ska kunna produceras industriellt och komma samhället till nytta. Vi har utvecklat metoder som med säkerhet fungerar i verklig produktion, säger artikelns huvudförfattare Agin Vyas, doktorand vid institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap på Chalmers tekniska högskola, i ett pressmeddelande. 

1 AV 2
Kiselplatta med integrerade mikrosuperkondensatorer.
Foto: Chalmers
2 AV 2
Agin Vyas är doktorand vid institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap.
Foto: Chalmers

I den vetenskapliga artikeln beskriver forskarna en tillverkningsprocess där mikrosuperkondensatorer integreras med det vanligaste sättet att tillverka systemkretsar. Man har också utvecklat en metod för att tillverka mikrosuperkondensatorer i upp till tio olika material i en och samma tillverkningsprocess, vilket i sin tur innebär att egenskaper enkelt kan skräddarsys för att passa olika användningsområden.

– Vår metod går att skala upp och innebär reducerade kostnader för tillverkningsprocessen. Det är en stor produktionsteknisk framgång och ett viktigt steg mot praktisk användning av mikrosuperkondensatorer i både vardagselektronik och industriapplikationer, säger Agin Vyas.