Vänta inte på att Solid-State-batterier ska köpa en elbil

Framtiden för batterier låter helt fantastiskt. Det blir mer kapacitet (vilket innebär mer räckvidd) på samma mängd utrymme och en laddningstid på cirka fem minuter.

Din lokala Chevron-station skulle bli en ChEVron-laddningsplats (se vad jag gjorde där). Elfordon (EV) skulle vara lättare, billigare och vara tillbaka på vägen lika snabbt som en bensindriven bil. Källan till all denna magi är solid-state-batterier, och de kommer att förändra världen. Förutom, håll inte andan när du väntar på en i en bil snart.

Med några månaders mellanrum informerar ett företag, ibland en stor biltillverkare, världen om att solid-state-batterier är precis runt hörnet. Det känns som att vi alltid är ungefär fem år från ett betydande genombrott. I ett massivt tillkännagivande kommer allt vi vet om elbilar att förändras över en natt, och den elbilen kommer in din uppfart kommer att vara den fyrhjuliga motsvarigheten till den bärbara CD-spelaren, tillskansat av iPod från bilar.

Framtiden är... Senare

Två sådana nyheter har gått runt de senaste två åren. Toyota meddelade att den kommer att ha en solid-state prototypfordon på vägen år 2025, medan Samsung presenterade ett batteri med 500 mils räckvidd.

Haken med Samsungs genombrott är att den bara kan laddas 1 000 gånger. Det betyder att det kommer att hålla kanske tre år för en daglig förare. Ingen vill ha en bil som håller i tre år innan den behöver bytas ut den dyraste komponenten.

Det är definitivt inte redo för allmänheten, men att 1 000 laddningar är utmärkta nyheter för forskning om solid-state batterier. Det största problemet med dessa batterier är att även om de är snabba att ladda och är otroligt täta, håller de inte särskilt länge.

Det handlar om litiummetallanoderna i batterierna. Under laddnings- och urladdningscykler växer de små små kristaller som kallas dendriter som gräver små hål i elektrolyten och som orsakar kortslutningar som dödar batteriet.

Just nu försöker alla företag där ute ta reda på hur man skapar ett solid state-batteri som har alla enastående fördelar med tekniken utan att de små kristallerna river sönder elektrolyt. Forskningen pågår, och även om vi kan se en solid-state batteridriven bil på vägen, betyder det inte att vi kommer att se en i det lokala utställningslokalen under nästa år eller två.

Fordonsklass

Tyvärr är det inte så tekniken fungerar i bilvärlden. För att vara rättvis, det är inte så teknik fungerar, inte ens i världen av smartphones och datorer. Ny hårdvara tar år, ibland decennier, att fullända innan någon går upp på scenen och imponerar på en publik med nästa stora grej.

För världen verkar det som att allt har förändrats på ett ögonblick, men ingenjörerna och forskarna bakom den nya saken spenderade förmodligen alldeles för mycket kvällar och helger borta från sina vänner och familj för att ditt liv ska bli lite bättre på grund av en hårdvaruuppgradering till din smartphone.

Mycket av den tiden går åt till att se till att den nya hårdvaran fungerar som avsett och är säker. Ett litet fel i utförandet eller tillverkningen av en hårdvara kan betyda en enhet som misslyckas eller, ännu värre, den är osäker.

Problemen förvärras av behovet av att göra föremål "bilklassade". Allt som går in i ett fordon måste genomgå en intensiv serie av stress- och livslängdstester. Dessa komponenter måste kunna motstå brännande värme, minusgrader, hundratusentals miles av vibrationer, vatten, damm, spilld kaffe, kollisioner, insekter... egentligen allt du kan föreställa dig som kan hända en fordon.

Skalning

Sedan måste alla de enskilda föremålen placeras i ett testfordon och testas igen för att se hur de interagerar med andra komponenter. Efter allt som är gjort måste du bygga många av dem, som Eli Leland, medgrundare och teknisk chef av Voltaiq, ett företag som bygger mjukvara för att mäta hälsan hos batterier i elbilar, pekar bland annat ut.

"Solid-state-batterier har visat imponerande framsteg, men dessa teknologier är flera år bort från att göra dem till produktionsfordon, åtminstone. När du väl har en komplett, uppskalad celldesign tar det fortfarande flera år att kvalificera ett batteri för en fordon i ljuset av de krävande garantikraven för drivlinor för fordon," sa Leland till Lifewire i en e-post.

"För något så nytt som ett solid-state-batteri kan du förvänta dig ett par iterationer, och de tekniska cyklerna går ihop. Tekniken lovar dock mycket, och du kommer sannolikt att se solid-state-batterier i konsumentapplikationer som wearables eller mobilelektronik långt innan de blir till en bil."

Så ja, solid state kommer, och det kommer att bli underbart. Men det kommer också att ta lång tid, och under tiden, framsteg inom litiumjonbatterier fortsätta, och fordon som drivs av den tekniken kommer att bli tätare och laddas snabbare med tiden fortskrider.

För de flesta av oss är verkligheten att de elbilar som finns på vägen idag och som är tillgängliga under de närmaste åren kommer att göra 95 % av de saker vi behöver en bil/lastbil/SUV/eller skåpbil att göra. Så ja, se mot framtiden, men inte på bekostnad av att gå miste om vad som händer just nu. Om du gjorde det med telefoner skulle du fortfarande ha en Nokia i fickan.

Vill du veta mer om elbilar? Vi har en hela avsnittet tillägnat elfordon!