Svenska forskare banar väg för smartare energilösningar och förnybara energikällor

Höga kostnader är det största hindret för energilagring. Det gäller såväl för batterier som för superkondensatorer. Nu har svenska forskare visat att man med nya material och ny tillverkningsteknik kan sänka kostnaderna. I framtiden kan resultaten i form av batterier av papper eller plast leda till bättre förutsättningar för förnybara energikällor och bredare användning av smarta energilösningar.

Stora investeringar och forskningsinsatser görs för att sänka tillverkningskostnaderna för elektrokemisk energilagring i form av batterier och superkondensatorer. Allteftersom energilagringsceller blir billigare utgör kostnaden för integrering av elektrokemiska energilagringsceller till balanserade moduler och energilagringssystem en allt större andel av totalkostnaden för elektrokemisk energilagring.

I modulitprojektet som startade 2014 har forskare från RISE i samarbete med KTH, Linköpings universitet och Mittuniversitetet tagit fram nya metoder för att sänka tillverknings- och integrationskostnaderna för elektrokemiska energilagringsceller.

–Vi har arbetat med monolitisk integrering av energilagringsmoduler, säger Mats Sandberg, senior researcher på RISE Acreo. Konceptet har funnits ända sedan man på 1960-talet började tillverka integrerade kretsar, något som revolutionerat elektronikindustrin under de senaste 50 åren.

Framställs med tryckteknik

Modulitprojektet har syftat till att tillämpa monolitisk integrering på elektrokemisk energilagring genom att använda tryckteknik för att trycka elektroder, ledarbanor och kretsar för skydd och balansering av laddningsnivån för ett antal celler på ett och samma ark. Arken kan vara gjorda av både plast och papper, något som öppnar möjligheter att återvinna materialet via vanlig pappersåtervinning.

Den första prototypen av en ”modulit” består av fem seriekopplade superkondensatorceller där varje cell är parallellkopplad med ett motstånd. Ledarbanor och kollektorer i metall, elektroder och motstånd av kolbaserade material har alla framställts genom screentryckning på plastark. I prototypen har superkondensatorer använts eftersom dessa kan tryckas och tillverkas i en vanlig luftmiljö.

–Vi har visat att modulitkonceptet är ett framkomligt tilllverkningskoncept och att det kan leda till lägre totalkostnader för elektrokemisk energilagring, säger Mats Sandberg. I framtiden kan det leda till bättre förutsättningar för användning av förnybara energikällor och smarta energilösningar eftersom tillverkningskostnaden blir lägre.

Modulitprojektet har drivits av RISE, KTH, Linköpings universitet och Mittuniversitetet och är finansierat av Batterifonden via Energimyndigheten. Tryckningen av modulitprototyperna har gjorts vid Printed Electronics Arena, RISE test- och demoanläggning för tryckt elektronik i Norrköping.

För mer information:

Dr Mats Sandberg
+46 76 115 88 59
mats.sandberg@ri.se

Ladda ner forskningsrapporten om modulitkonceptet