- Yli kaksinkertainen energiatiheys ja merkittävästi alhaisemmat kustannukset vuoteen 2020 mennessä
- Yhtiö kehittää ladattavia litiumioniakkuja uudella Renningenin tutkimuskampuksellaan
- Teknologinen läpimurto Piilaaksossa sijaitsevan start-upin avulla
- Uudella akkuteknologialla lukuisia muitakin sovellusmahdollisuuksia
Bosch kehittää akkuja, jotka mahdollistavat pitkien matkojen ajamisen yhdellä latauksella ja jotka ovat samalla nykyistä edullisempia. Näillä näkymin Boschin akut varastoivat jo vuonna 2020 kaksi kertaa nykyistä enemmän energiaa, ja samalla akkujen hinnan odotetaan tippuvan merkittävästi. Myös markkinaennusteet näyttävät nousujohteisilta: yhtiö uskoo, että kymmenen vuoden kuluttua noin 15 prosenttia uusista ajoneuvoista on varustettu sähkömoottorilla. Tästä syystä Bosch investoi vuosittain 400 miljoonaa euroa sähköautoilun kehittämiseen.
Tavoite: paino vain 190 kiloa, latauksen kesto 15 minuuttia
Uutta akkuteknologiaa kehitetään Boschin uudella Renningenin tutkimuskampuksella. Nykyisten akkujen haasteena on alhainen energiatiheys ja raskas paino. “Jotta sähköautoilu voitaisiin ottaa käyttöön laajasti, keskikokoisilla ajoneuvoilla tulisi olla käytettävissään 50 kilowattituntia energiaa”, sanoo tiimiä johtava tohtori Thorsten Ochs. Sen verran energiaa tuottaakseen perinteisen lyijyakun tulisi painaa peräti 1 900 kiloa – siis saman verran kuin keskisuuri henkilöauto matkustajineen ja matkatavaroineen. Lähes jokaisesta nykyautosta löytyvä tavanomainen lyijyakku pystyy varastoimaan vain noin 0,5 kilowattituntia energiaa.
Tämän päivän litiumioniakut pärjäävät vertailussa perinteisiä lyijyakkuja huomattavasti paremmin, sillä niiden energiatiheys on lyijyakkuihin verrattuna kolminkertainen. Tällä hetkellä tuotannossa olevia sähköautoja liikuttava, noin 230 kilon painoinen akku tuottaa 18–30 kilowattituntia energiaa. Tavoitteena olevan 50 kilowattitunnin saavuttaminen edellyttäisi kuitenkin nykyistä litiumioniteknologiaa hyödyntävien akkujen kasvattamista 380–600 kilon painoisiksi. Ochsin johtaman tiimin tavoitteena on pakata 50 kilowattituntia 190 kiloon. Samalla tutkijat kartoittavat keinoja latausajan merkittävään lyhentämiseen. “Uusien akkujemme tulisi latautua 75-prosenttisesti alle 15 minuutissa”, Ochs sanoo.
Ochs kollegoineen uskoo vakaasti, että parannettu litiumteknologia tekee tavoitteista totta. Tiimi tekee tiivistä yhteistyötä yhtiön Shanghaissa ja Palo Altossa työskentelevien asiantuntijoiden kanssa. Bosch on perustanut myös Litium Energia ja Power GmbH & Co KG -yhteisyrityksen GS Yuasan ja Mitsubishin kanssa litiumioniakun tutkimusta edistääkseen.
Piilakson start-up-teknologia luo lisää tehoa
Teoriassa ratkaisu kuulostaa yksinkertaiselta: “Mitä enemmän litiumioneja akussa on, sitä enemmän elektroneja – eli enemmän energiaa – siihen voi varastoida”, Ochs sanoo. Atomi- ja molekyylitason kehitystyö on kuitenkin käytännössä haasteellista. Yksi avaintekijöistä tavoitteen saavuttamiseksi on vähentää grafiittianodeja, tai toteuttaa akku kokonaan ilman grafiittia. Esimerkiksi jos grafiitti korvattaisiin litiumilla, akun kapasiteetti voisi jopa kolminkertaistua. Ochs kollegoineen on kehittänyt jo useita lähestymistapoja grafiitin korvaamiseksi muilla materiaaleilla, ja prototyyppi ratkaisusta oli esillä hiljattain järjestetyssä IAA-autonäyttelyssä.
Start-up-yritys Seeo Inc.:in hankinnan myötä Boschilla on nyt hallussaan olennaista osaamista innovatiivisten niin sanottujen kiinteiden kennojen (solid-state cells) saralla. Toinen merkittävä etu on, että kyseisessä teknologiassa ei tarvita tavanomaisissa litiumioniakuissa käytettäviä nestemäisiä elektrolyyttejä, jotka voivat joissain tilanteissa aiheuttaa turvallisuusriskin.
Akkuteknologian kehittäminen hyödyttää myös muita sovelluksia
Kehittyvää litiumioniakkuteknologiaa voidaan hyödyntää myös lukuisissa muissa sovelluksissa kuten älypuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, tableteissa, akkutyökaluissa ja -kodinkoneissa.
