Akumulatory ze stałym elektrolitem, przez długi czas pozostawały w zawieszeniu między teorią a obietnicą wprowadzenia ich na rynek w ciągu najbliższych pięciu do dziesięciu lat. Jednak ostatnie doniesienia największych producentów samochodów i producentów ogniw wydają się budzić nowy optymizm, że „święty Graal” zrównoważonego transportu w końcu przestanie być tylko teorią.

Znacznie większą gęstość energii

W teorii baterie ze stałym elektrolitem oferują znacznie większą gęstość energii niż konwencjonalne baterie litowo-jonowe. Właściwość ta potęguje oczekiwania branży, że dzięki bateriom ze stałym elektrolitem powstanie nowa generacja pojazdów elektrycznych.

W drugiej połowie ubiegłego roku chińskie firmy Nio i IM Motors wprowadziły na rynek pierwsze pojazdy elektryczne z ogniwami półprzewodnikowymi opartymi na tlenkach. Od tego czasu wielu kluczowych graczy podwoiło harmonogramy komercyjnej produkcji baterii ze stałym elektrolitem. Masowa produkcja ma się rozpocząć przed końcem dekady.

Ogniwa w stanie półstałym

Wśród gigantów motoryzacyjnych walczących o palmę pierwszeństwa w wyścigu po rewolucyjną technologię ogniw, znajduje się niemiecki takie jak Volkswagen i Grupa Mercedes-Benz, producent Jeepów i Chryslerów Stellantis oraz chiński BYD i japońskie koncerny Nissan i Toyota.

Iola Hughes szefowa działu badań w Rho Motion w wiadomości e-mail do CNBC powiedziała, że wielu graczy, którzy planują rozpoczęcie produkcji komercyjnej na lata 2027/28 początkowo będą produkować ogniwa w stanie półstałym, a nie całkowicie stałym. Tego typu baterie oferują większą gęstość energii i bezpieczeństwo w porównaniu z konwencjonalnymi ogniwami litowo-jonowymi. Są też łatwiejsze w produkcji niż baterie ze stałym elektrolitem, dzięki czemu mogą być praktycznym pomostem w kierunku pełnej technologii półprzewodnikowej.

„Nie dorównują one jednak pełnemu potencjałowi wydajności prawdziwych akumulatorów półprzewodnikowych pod względem gęstości energii, zwartości i długoterminowej skalowalności” – dodała ekspertka w wypowiedzi dla CNBC.

Czym są baterie ze stałym elektrolitem?

Baterie ze stałym elektrolitem nie zawierają ciekłego elektrolitu i są wykonane z materiałów takich jak ceramika. W ocenie zwolenników tej technologii, baterie ze stałym elektrolitem oferują bezpieczniejsze i wydajniejsze akumulatory do pojazdów elektrycznych, a jednocześnie potencjalnie zapewnia szybsze ładowanie.

Krytycy wskazują na stosunkowo wysokie koszty produkcji, puchnięcie baterii podczas ładowania i degradację ogniwa po intensywnym ładowaniu.

Kto prowadzi w wyścigu po ogniwa półprzewodnikowe?

Hughes z Rho Motion stwierdziła, że BYD i CATL, które już mają doświadczenie w produkcji ogniw na dużą skalę, mają większe szanse na dostarczenie baterii ze stałym elektrolitem w ilościach komercyjnych niż konkurenci

O ocenie Hughes, wśród zachodnich producentów samochodów liderami w wyścigu o wprowadzenie tej technologii są BMW i Mercedes, które nie tylko inwestują ogromne środki w badania i rozwój oraz testowanie prototypów, ale także dywersyfikują ryzyko poprzez liczne partnerstwa. Hughes podała przykład firmę Stellantis, która nawiązała współpracę z Factorial Energy, firmą pracującą nad ogniwami półprzewodnikowymi.

Tymczasem Nissan twierdzi, że jest na dobrej drodze do wprowadzenia na rynek baterii ze stałym elektrolitem do 2028 roku.

Co spowalnia wprowadzenie baterii półprzewodnikowych?

Connor Watts, analityk ds. surowców do produkcji baterii w Fastmarkets, powiedział CNBC, że udoskonalenie istniejących technologii może znacznie osłabić zainteresowanie dalszym rozwojem baterii ze stałym elektrolitem.

W kwietniu firma CATL ogłosiła, że opracowała akumulator litowo-jonowo-fosforanowy (LFP) umożliwiający wydłużenie zasięgu jazdy o 520 km (323 mile) po zaledwie pięciu minutach ładowania.

Jak przypomina CNBC, ta przełomowa zapowiedź nadeszła zaledwie miesiąc po tym, jak BYD zaskoczyło branżę, prezentując własny, superszybki system ładowania.

Obie te przełomowe informacje rozwiały obawy sceptyków dotyczące zasięgu i szybkości ładowania tradycyjnych baterii, co stanowi poważny problem powstrzymujący konsumentów przed przejściem na pojazd elektryczny.

„Wysoki koszt akumulatorów ze stałym elektrolitem staje się trudniejszy do zaakceptowania, gdy obecne technologie zaczynają mieć coraz bardziej zbliżone specyfikacje” – powiedział Watts.

Źródło: CNBC