Toyota meddelte i denne uge, at de har indgået en samarbejdsaftale med japanske Sumitomo Metal Mining om masseproduktion af katodematerialer, der er nødvendige for solid-state-batterier.
I modsætning til den nuværende batteriteknologi, der bruger en flydende elektrolyt, erstatter faststofteknologien denne væske med et fast materiale. I teorien betyder dette mindre batterier med højere effekt, hurtigere opladning og længere levetid. Teknologien er utvivlsomt lovende – men kommer Toyota virkelig først?
»Solid-state-batterier har længe været det klare mål for batteriudviklere, og mange hævder, at de er den hellige gral,« forklarer Brian Barnet, CTO hos hurtigopladnings- og batteriteknologivirksomheden Nyobolt.
»Det er klart, at den seneste generation af forskning, baseret på nogle få keramiske materialer, har gjort betydelige fremskridt. Vi ser nu de første demonstrationer af batterier, der ser ud til at være baseret på disse materialer,« tilføjer han.
Men Toyota er langt fra det eneste globale selskab, der hævder at have faststofteknologi klar til produktion inden udgangen af dette årti. Her er eksperternes bud på, hvordan udviklingen kan komme til at se ud.
Påstand: Toyota bliver den første producent af elbiler med solid stateb-batterier
Den japanske bilproducent, der længe har været tilbageholdende med ren eldrift, og som i øjeblikket kun tilbyder bZ4X og visse elektriske versioner af sin Proace-varevogn uden for Japan, hævder, at den vil være den første på markedet med elbiler, der bruger faststofbatterier, med lanceringer planlagt til 2027 eller 2028.
Ifølge Toyota har de siden 2021 gennemført fælles forskning med Sumitomo Metal Mining om katodematerialer til solid-state-batterier. Sammen har de nu gjort et gennembrud takket være Sumitomos egenudviklede pulversyntese-teknologi.
Dette nye katodemateriale beskrives som »meget holdbart« og egnet til masseproduktion, men Toyota siger, at samarbejdet vil fortsætte med at forbedre ydeevne, kvalitet og sikkerhed samt reducere produktionsomkostningerne.
Ifølge Toyota og Sumitomo vil disse fremskridt bane vejen for verdens første praktiske anvendelse af solid-state-batterier i elbiler i den nærmeste fremtid.
Fakta: Flere bilproducenter forfølger det samme mål.
Kina har været på forkant med elbilteknologien i over et årti, og landets to største batteriproducenter, CATL og BYD, arbejder naturligvis også på solid-state-løsninger.
Ifølge en rapport fra China Central Television (via Electrek) har flere universiteter og forskningsinstitutter i Kina gjort betydelige fremskridt i de seneste måneder. De hævder, at disse fremskridt vil gøre det muligt at fremstille solid-state-batterier med en rækkevidde på over 1.000 kilometer på en enkelt opladning.
Forskerne siges at have fundet flere løsninger på de velkendte elektrolytproblemer, der hidtil har bremset udviklingen.
Selvom en fast katode er afgørende, kræver teknologien også en fast elektrolyt. Toyota har derfor indgået et partnerskab med det japanske olieselskab Idemitsu Kosan om at udvikle en lithiumsulfid-baseret fast elektrolyt, som forhåbentlig vil fremskynde lanceringen af virksomhedens næste generation af elbiler.
I mellemtiden har kinesiske SAIC MG allerede taget et skridt foran ved at lancere den første masseproducerede bil med et semi-faststofbatteri i den nyeste MG 4-model.
Selvom den ikke bruger en helt fast elektrolyt, er den baseret på en gelbaseret teknologi, der tilbyder lignende fordele, men som kan produceres både billigere og i større mængder end dagens faststofalternativer.
Mercedes-Benz driver også udviklingen fremad med sin egen batteriteknologi, som allerede er blevet demonstreret i en prototype af EQS-modellen – en bil, der imponerende har opnået en rækkevidde på over 1.200 kilometer på en enkelt opladning.
BMW's solid state-prototype baseret på i7, der blev afsløret tidligere på året, har en af de mest imponerende energitætheder til dato på 390 Wh/kg – hvilket overgår de 360 Wh/kg, som det kinesiske firma Nio har opnået med sin nuværende semi-solid-state-teknologi.
Da mange af de nævnte køretøjer stadig er i udviklingsfasen, er det svært at afgøre, hvem der rent faktisk bliver den første til at masseproducere et fuldt solid-state-batteripakke, der samtidig er økonomisk rentabelt.
»Teknologien udvikler sig, men opskalering fra testproduktioner til levering af tusindvis af batteripakker om året er stadig den største flaskehals,« siger Dr. Kieran O'Regan, Chief Growth Officer hos About:Energy.
»Virksomheder som QuantumScape, der er støttet af Volkswagen, har demonstreret lovende prototyper, men skridtet fra laboratoriefremstillede celler til millioner af bilbatterier viser sig at være både langsommere og dyrere end forventet,« tilføjer han.
Det er altså muligt, at Toyota bliver den første til at lancere en masseproduceret elbil med et faststofbatteri allerede i 2027, men produktionsudfordringer kan stadig forsinke processen – og Toyota er langt fra alene om at sigte mod samme tidsramme.
Mercedes-Benz, BYD og CATL har også sat 2027 som deres målsætningsår, mens Honda, Volkswagen og Stellantis-gruppen offentligt har erklæret, at de ikke er langt bagefter.
Uanset hvem der kommer først, er der meget, der tyder på, at de næste to til tre år vil være afgørende for denne såkaldte »hellige gral« inden for batteriteknologi – og for alle, der i dag føler sig frustrerede over rækkevidden og opladningstiderne for nutidens lithium-ion-biler.
Læs mere
