Bil- och energilagringsindustrin accelererar sina framsteg mot halvledarbatteriermed tillkännagivanden som sträcker sig från strategiska allianser till prototyper redo för validering. I Europa, där utbud och industriell konkurrenskraft är avgörande, markerar dessa åtgärder en vändpunkt för nästa generations elfordon.
Samtidigt skisserar stora tillverkare utbyggnadsscheman som mestadels närmar sig slutet av decenniet, i takt med att produktionsprocesserna förfinas och framsteg görs. energi densitetsäkerhet och kostnaderDet gemensamma budskapet är tydligt: tekniken mognar och går in i en valideringsfas med sikte på storskalig tillverkning.
Vad erbjuder solid state-batterier?
Framför den konventionella litiumjoncellerASSB:er ersätter den flytande elektrolyten med en fast, med fördelar i Termisk stabilitetDetta resulterar i mindre nedbrytning och möjligheten att integrera högpresterande material för anod och katod. Resultatet pekar på mer energi i samma volym och ett mer effektivt utnyttjande av utrymmet i fordonet.
Flera nya utvecklingar rapporterar fram till fördubbla energitätheten per volym och bättre laddningskapacitet, med uppskattade laddningstider som är cirka en tredjedel kortare än nuvarande standarder. Dessa förbättringar, om de bekräftas i produktion, skulle möjliggöra längre räckvidd eller ett mindre batteripaket utan att offra prestanda.
Dessutom användningen av processer som torr elektrod Den lovar att minska kostsamma och energikrävande steg genom att eliminera lösningsmedelstorkning i tillverkningen. Utmaningen ligger i att uppnå enhetlighet och repeterbarhet i stor skala, ett viktigt krav för homologering av fordonsindustrin.
- Högre energitäthet och potential för autonomi högre.
- Förbättrad termisk prestanda och lägre risk inför kritiska händelser.
- möjlighet till snabbare laddning med mindre stress på cellen.
- Nya produktionsprocesser (t.ex. torrelektrod) med effektivitetsvinster potential.
Kalender och viktiga partnerskap
I Europa har BMW tagit ett viktigt steg genom att samarbeta med Samsung SDI och Solid Power att utvärdera fasta celler med en elektrolyt som utvecklats av den senare. Planen omfattar tillverkning av celler i storskalig miljö och validering av dem i nästa generations utvärderingsfordon, med sikte på kommersialisering om de uppfyller de överenskomna kraven.
Detta samarbete kombinerar Samsung SDIs prismatiska celler ASSB med Solid Powers expertis inom fasta elektrolyter, medan BMW hanterar modulerna och paketen. Även om det bayerska varumärket rör sig mot arkitekturer av cell till paket Utan moduler i sin nya klass av elfordon fokuserar det nuvarande samarbetet på moduler och paket för att påskynda tester och jämförelser.
Nissan hävdar för sin del att deras prototyper har uppfyllt interna prestandamål: dubbel energitäthet och större laddningskraft, vilket i praktiken skulle innebära längre räckvidd och snabbare laddning. Företaget driver redan en pilotlinje i Yokohama och upprätthåller sin färdplan mot massproduktion med start under räkenskapsåret 2028, med ett kostnadsmål i regionen 75 USD/kWh.
För att uppnå detta samarbetar Nissan med det amerikanska företaget LiCAP torra elektroderDetta är en avgörande komponent för att skala upp produktionen. Utmaningen nu är att stabilisera processer, säkerställa kvaliteten på storformatselektroder och garantera repeterbarhet i industriella cykler – viktiga steg innan man går över till serieproduktion.
Från Japan kommer även planer från Toyota, som avser att introducera solid state-teknik initialt i en högpresterande modell, med Målräckvidd på upp till 1 200 kmÄven om populariseringen skulle komma senare, skulle teknisk integration i befintliga elektriska plattformar bana väg för dess distribution över bredare områden över tid.
I Kina har Chery-gruppen (moderbolag till OMODA, JAECOO och LEPAS) tillkännagivit en solid-state-modul av 600 Wh / kgMed påståenden om 1 300 till 1 500 km per laddning och godkända säkerhetstester mot punkteringar utan antändning eller rök, räknar företaget med att starta sin kommersiella lansering 2027, vilket intensifierar den globala konkurrensen om att vara först på marknaden.
Påverkan i Europa och Spanien
För den europeiska marknaden, där BMW:s värdekedja och leverantörer som [oklart] spelar en central roll Samsung SDIValideringen av ASSB skulle innebära ett språng framåt inom räckvidd, laddning och paketering, med en direkt inverkan på konkurrenskraften hos elfordon som tillverkas i regionen. Det är också strategiskt för att minska beroendet av kritiska förnödenheter.
I miljöhänseende påpekar Transport & Environment (T&E) att dessa batterier avsevärt kan minska koldioxidavtryck Tack vare dess högre densitet och lägre materialbehov per kWh. Effekten skulle vara ännu större om råmaterialen kom från källor med mindre miljöpåverkan, såsom litiumutvinning från geotermiska saltlösningar jämfört med konventionella metoder.
Kapplöpningen är global: i USA arbetar vissa utvecklare med initiala mål för industriell kapacitet, och i Asien mångdubblas tillkännagivandena. pilotlinjer och tidtabeller av produktionen. Europa positionerar sig med sina egna projekt och tekniska allianser för att undvika att missa båten när det gäller nästa generations batterier.
Tillverkningsutmaningar och kostnader
Övergången från prototyper till massproduktion beror på att bemästra gränssnitt fastelektrodför att kontrollera mikrostrukturen hos den torra elektroden och bibehålla höga utbyten med jämn kvalitet. Varje processsteg måste vara repeterbart, spårbart och uppfylla fordonsstandarder.
Kostnadsmässigt är målen runt 75 USD/kWh De satte en riktmärke för att utöka tillgången till elfordon med lång räckvidd och snabbare laddning. För att uppnå detta krävs samtidiga förbättringar av material, processer och skalbarhet, samt motståndskraftiga och diversifierade leveranskedjor.
Om prestanda-, säkerhets- och hållbarhetsvalideringar överensstämmer med industriell mognad, kommer solid state-batterier att vara redo att flyttas från laboratoriet till vägen inom de tidsramar som tillverkarna arbetar med, med en påtaglig inverkan på Europeisk marknad och i kontinentens klimatmål.
