Vad kostar ett nytt batteri och länge varar det?

Litiumjon-batterier kostar idag runt 5 000 kr/kWh. För 5 år sedan var kostnaden i princip det dubbla. Vad ett motsvarande batteri kommer att kosta om 5 år är det förstås ingen som kan veta än, men sannolikt kommer det att vara billigare än idag.

Om utvecklingen håller i sig innebär det att du om 10 år kommer att kunna byta batteri för att få ett modernare som rymmer mer energi och har lägre vikt, till en betydligt lägre kostnad än vad ett batteri kostar idag. Men hur länge håller egentligen dagens batterier, och hur maximerar man livslängden?

Det värsta som kan hända ett litiumjonbatteri

Det värsta ett litiumjonbatteri kan råka ut för vid användande är att bli allt för urladdat. Vid en viss nivå på urladdning ändras batteriets kemiska sammansättning och därefter går det inte längre att ladda upp igen. Exakt var denna nivå går beror på batteriets kemiska sammansättning, men man skulle kunna åskådliggöra det som så att om du kör ner batteriet från 100 % till 0 %, och sedan kör ner det 50 % till, till -50 % alltså, då har du antagligen problem. Som du förstår är det inte alldeles enkelt att ladda ur på detta sätt. Precis som en mobiltelefon stänger ett elfordon ner när batterinivån blir för låg och då måste man vänta väldigt länge (läs flera år) för att batteriet ska kunna självurladda så djupt att det förstörs. Men det är trots allt möjligt.

Det näst värsta som kan hända ett litiumjonbatteri

Det näst värsta ett litiumjonbatteri kan drabbas av är att laddas upp med för hög spänning. Ett batteri innehåller ett antal battericeller och varje enskild battericell har en nominell spänning på 3,6 volt. Men de kan som regel laddas upp till 4 volt utan problem och ofta lite till. Men gränsen är hårfin. Redan vid 4,25 volt börjar livslängden kortas och med ännu högre spänningar går det snabbt utför. De som använder batteripack till att ladda och köra med har som regel ingen koll på den enskilda cellens spänning, men de kan vara lugna över att batteriets egen övervakning – BMS:en – övervakar detta och sätter sina gränser för 0 % och 100 % gott och väl innanför marginalerna. Detta innebär även att ett batteri kan rymma mer genom att laddas till en högre nivå och låta det ladda ur djupare, men det skulle i så fall ske på bekostnad av batteriets livslängd. Så hur mäter man och jämför olika batteriers livslängd? 

Antalet laddcykler avspeglar batteriers livslängd

Det enklaste sättet att mäta och jämföra olika batteriers livslängd är i dess förväntade antal laddcykler. En laddcykel innebär en laddning från tomt till fullt, eller motsvarande fyra laddningar från exempelvis 25 - 50 %. När man talar om antalet laddcykler brukar man använda en bortre gräns där batteriets kapacitet minskat till 80 % av dess ursprungliga kapacitet. Det innebär alltså att batteriet tappat 20 % av sina fornstora dagars kapacitet och i praktiken innebär det att räckvidden minskat med 20 %. Men det innebär också att du fortfarande har kvar 80 % av räckvidden när dessa laddcykler är förbrukade. Så hur många laddcykler kan man då förvänta sig att ett batteri ska klara innan de når 80 % av sin ursprungliga kapacitet? För den här typen av batterier som sitter i elmotorcyklar och elbilar handlar det som regel om 1 500 till 2 500 laddcykler. Kommer du tio mil på en laddning betyder det alltså 15 000 till 25 000 mil. Praktiska erfarenheter från elbilar visar dock att batterierna går att använda ganska mycket längre även efter att denna gräns passerats, men då med lite kortare räckvidder.

Jämför med mobilens batteri

Man kan även jämföra med en mobiltelefon som laddas varje natt och får allt sämre batterikapacitet. Hur långe håller din telefon? 1,5 – 2 år?  Du är knappast ensam om detta, det är en ganska normal förslitning av en smartphones batteri även om det finns skillnader. Räknar man på att ladda varje natt i två års tid landar man ju på strax över 700 laddningar vilket är långt ifrån de 1 500 till 2 500 som utlovas i elmotorcykelsammanhang. Varför? 

Svaret hittar du som regel i laddaren som gärna levererar 4,25 volt eller mer för att maximera batteritiden. Det sker då på bekostnad av batteriets livslängd med färre antal laddcykler som resultat. Detta gäller även robotgräsklippare som behöver ladda många gånger per dygn. Ska du skaffa en sådan kan det vara en god idé att se hur många laddcykler den klarar så du slipper byta batteri varje säsong. 

Tillverkningskostnaderna för litiumjon-batterier sjunker stadigt, men efterfrågan har ökat markant vilket gör att priset stått relativt stilla under senare år.


 

 

 

Litiumjon-batterier har en naturlig cellspänning på 3,6 volt, precis som ett ficklampsbatteri håller 1,5 volt. Till skillnad från ficklampsbatteriet kan ett litiumjon-batteri laddas ungefär 0,5 volt över och under dess naturliga värde. Var man drar dessa gränser är dock avgörande för hur länge ett batteri varar, det vill säga dess livslängd.