Maskinernas batterier snart ännu starkare
Att de flesta nätdrivna maskiner nu finns som batterimodeller ses som självklart. En förutsättning för det är kraftfulla litiumjonbatterier.
Daniel Brandell, professor i materialkemi, tror att vi kommer ha 50 procent mer energi i batterierna inom bara tio år.
Litiumjonbatteriets stora fördelar är att det är lätt, kraftfullt och går snabbt att ladda. Det är i grunden förklaringen till att byggbranschen de senaste åren har sett en positiv trend där tunga nät- och bensindrivna maskiner allt oftare ersätts av batteridrift.
Och det är förstås glädjande ur ett ergonomiskt användarperspektiv att till exempel kap- och gersågar och vinkelslipar, som tidigare enbart fanns med 230 volt, nu finns med batteridrift.
Att bensindrivna motorkapar med flera nu även finns som batterimodeller är så klart också ett stort steg för bättre arbetsmiljö.
– En batteridriven motorkap gör att användaren slipper de besvär som bensindrivna maskiner för med sig, som kallstarter, löpande underhåll, avgaser, tomgångskörning samt transport och blandning av bränsle, konstaterar Gustav Olsson, trade product manager, Milwaukee Power Tools.
Samtidigt möjliggör batterimaskiner också användning i miljöer där bensinmotorer är bannlysta, till exempel inomhus, i diken och tunnlar. Värt att notera är att det finns batterikapmaskiner som har samma kapacitet gällande kapdjup och effekt som de traditionella, bensindrivna motsvarigheterna.
I dag finns det kap- och gersågar som på en laddning med ett 18-voltsbatteri och 12 amperetimmar klarar upp till 750 kapningar i 45 x 95 millimeters virke. Vid normal användning kan det räcka i flera arbetsdagar. Något som förstås är en fördel när tillgången på ström är begränsad på en byggarbetsplats.
- I ett litiumjonbatteri lagras det mycket energi i en liten enhet som ska släppas ut i ytterst kontrollerade former. Ett litiumjonbatteri mår som sämst när det är fulladdat, vilket kan vara svårt att undvika eftersom de flesta vill ha ett fulladdat batteri när de börjar jobba. Du ska heller inte ladda ur batteriet helt. Vid bägge tillfällena är påfrestningen som störst på batteriet, då det åldras fortare och antalet laddcykler minskar.
- Batteriets livslängd ökar om laddningsnivåerna ligger på mellan 20-80 procent av batteriets kapacitet.
- Om du inte ska använda din batterimaskin på ett tag, se till att den är ungefär 50 procent laddad.
- Ladda inte batteriet vid låga temperaturer runt minusstrecket. Se i stället till att ladda batteriet inomhus om det är möjligt.
- För höga temperaturer är inte heller bra för ett litiumjonbatteri.
Vilka upptäckter och tekniska framsteg har gjorts för att dagens litiumjonbatterier har den energi som de har?
– Vi har sedan många år haft batteriverktyg, men batterierna och därmed maskinerna har länge varit så tunga. En avgörande faktor som minskat vikten är att dagens litiumjonbatterier har så mycket mer energi per kilo än tidigare, berättar Daniel Brandell, professor i materialkemi vid Uppsala universitet.
Ett blybatteri (eller nickel-kadmium), som användes tidigare, väger fyra gånger så mycket som ett litiumjonbatteri, trots att de bägge batterierna levererar lika mycket energi.
– Det betyder att det är mycket otympligt att använda blybatterier för att driva batterimaskiner. Omvänt betyder det att litiumjonbatterier möjliggör den här typen av maskiner, fortsätter Daniel Brandell.
Batteriutvecklingen står förmodligen inte inför någon revolutionerande utveckling de närmaste tio åren, enligt Daniel Brandell.
– Det handlar snarare om små steg i rätt riktning, där energitätheten ökar med ett par procent om året. På ett år är det ganska liten skillnad, men på tio år blir skillnaden ganska stor. Batterikostnaden kommer att minska och energitätheten och batteriernas livslängd kommer att öka, säger han och fortsätter:
– Förklaringen till det är väldigt god ingenjörskonst i kombination med ännu bättre material. I teorin kan batterierna innehålla dubbelt så mycket energi som de gör i dag. En god gissning är att vi kommer att ha 50 procent mer energi i batterierna inom tio år.
En stor utmaning i utvecklingen av framtidens litiumjonbatterier är också att hindra battericellerna från att åldras och att hitta mer hållbara material.
– Något som jag tittar på i min forskning är att ersätta grundämnet kobolt med andra grundämnen, som till exempel mangan och nickel. Kobolt är nämligen ett så kallat konfliktmineral och flera av världens stora koboltgruvor finns i Kongo – ett politiskt ostabilt land.