Litiumbatteriets familj – alla kemier är inte lika

"Litiumbatteri" är inte en enda sak. Det är ett samlingsnamn för en hel familj kemier som alla flyttar litiumjoner mellan plus- och minuspol, men som beter sig väldigt olika i praktiken. Energitäthet, säkerhet, livslängd, kostnad och temperaturtålighet skiljer sig kraftigt åt beroende på vilka material polerna är byggda av. Att säga att ett fordon "har litiumbatteri" säger alltså ungefär lika mycket som att säga att en bil "har en motor". Frågan är vilken.

Här är de kemier du oftast stöter på.

LCO, litiumkoboltoxid. Mycket hög energitäthet, vilket gjort den till standard i mobiltelefoner och bärbara datorer där vikt och storlek är allt. Innehåller mycket kobolt och har lägre termisk stabilitet, alltså sämre tålighet mot överhettning. Olämplig för stora batterier i fordon.

NMC, nickel-mangan-kobolt. Hög energitäthet och bra effekt. Vanlig i elbilar, elcyklar och proffsverktyg. Innehåller kobolt och kräver noggrann övervakning för att hålla sig säker och hållbar.

NCA, nickel-kobolt-aluminium. Nära släkt med NMC, hög energitäthet, använd bland annat i vissa elbilar. Samma grundtema: mycket energi per kilo, men kobolt i receptet och högre krav på säkerhetssystem.

LMO, litiummanganoxid. Tål höga strömmar och är förhållandevis billig, men har kortare livslängd. Blandas ofta med NMC för att kombinera styrkor.

LTO, litiumtitanat. Extremt lång livslängd, mycket snabb laddning och hög säkerhet. Nackdelen är låg energitäthet och högt pris, vilket gör den till en nischprodukt.

LFP, litiumjärnfosfat (LiFePO4). Lägre energitäthet än de koboltbaserade kemierna, men i gengäld den högsta säkerheten, den längsta livslängden och inget kobolt alls. Det är den kemi som kommit att dominera där säkerhet och livslängd väger tyngre än vikt, och nästa kapitel tittar närmare på den.

Den röda tråden är en avvägning. Kemier som NMC, NCA och LCO trycker in maximalt med energi per kilo, vilket är avgörande när vikt och räckvidd är allt, till exempel i en personbil eller en telefon. Priset man betalar är mer kobolt, känsligare kemi och högre krav på säkerhetssystem. Litiumjärnfosfat går åt andra hållet och offrar en del energitäthet för säkerhet, livslängd och en renare materialkedja. Var den avvägningen lönar sig, och var den inte gör det, är vad nästa kapitel handlar om.