Toyota meddelade den här veckan att företaget har tecknat ett samarbetsavtal med japanska Sumitomo Metal Mining för att kunna massproducera katodmaterial som krävs för helt solid state-batterier (SSB).
Till skillnad från dagens batteriteknik, som använder en flytande elektrolyt, ersätter solid state-tekniken denna vätska med ett fast material. Det innebär i teorin mindre batterier med högre effekt, snabbare laddning och längre livslängd. Tekniken är utan tvekan lovande – men kommer Toyota verkligen att bli först?
”Solid state-batterier har länge varit det tydliga målet för batteriutvecklare, och många hävdar att det är den heliga graalen,” förklarar Brian Barnet, CTO på snabbladdnings- och batteriteknikföretaget Nyobolt.
”Det är tydligt att den senaste generationen av forskning, som bygger på ett fåtal keramiska materialfamiljer, har gjort stora framsteg. Vi ser nu de första demonstrationerna av batterier som verkar baseras på dessa material,” tillägger han.
Men Toyota är långt ifrån det enda globala företaget som säger sig ha solid state-teknik redo för produktion innan decenniet är slut. Så här kan utvecklingen se ut, enligt experterna.
Påståendet: Toyota blir först med solid state-elbilar
Den japanska biltillverkaren, som länge har varit försiktig med ren eldrift och just nu endast erbjuder bZ4X och vissa eldrivna versioner av sin Proace-skåpbil utanför Japan, hävdar att de kommer att bli först på marknaden med elbilar som använder solid state-batterier – med planerade lanseringar 2027 eller 2028.
Enligt Toyota har företaget sedan 2021 bedrivit gemensam forskning med Sumitomo Metal Mining kring katodmaterial för solid state-batterier. Tillsammans ska de nu ha gjort genombrott tack vare Sumitomos egen pulversyntesteknik.
Detta nya katodmaterial beskrivs som ”mycket hållbart” och möjligt att massproducera, även om Toyota säger att samarbetet kommer att fortsätta för att förbättra prestanda, kvalitet och säkerhet, samt sänka produktionskostnaderna.
Enligt Toyota och Sumitomo kommer dessa framsteg att bana väg för världens första praktiska användning av solid state-batterier i elbilar inom en snar framtid.
Verkligheten: flera biltillverkare jagar samma mål
Kina har legat i framkant inom elbilsteknik i över ett decennium, och landets två största batteritillverkare, CATL och BYD, arbetar naturligtvis också med solid state-lösningar.
Enligt en rapport från China Central Television (via Electrek) har flera universitet och forskningsinstitut i Kina gjort betydande framsteg de senaste månaderna. De hävdar att dessa framsteg kommer att möjliggöra solid state-batterier med en räckvidd på över 1 000 kilometer på en enda laddning.
Forskarna ska ha hittat flera lösningar på de välkända elektrolytproblemen som hittills har bromsat utvecklingen.
Även om en solid katod är avgörande, kräver tekniken också en solid elektrolyt. Därför har Toyota inlett ett partnerskap med det japanska oljebolaget Idemitsu Kosan för att utveckla en litiumsulfidbaserad fast elektrolyt, som förhoppningsvis ska påskynda lanseringen av företagets nästa generations elbilar.
Samtidigt har kinesiska SAIC MG redan tagit ett steg före genom att lansera den första massproducerade bilen med ett halvsolid state-batteri, i den senaste MG 4-modellen.
Även om den inte använder en helt solid elektrolyt, bygger den på en gelbaserad teknik som erbjuder liknande fördelar, men som kan produceras både billigare och i större volymer än dagens solid state-alternativ.
Även Mercedes-Benz driver utvecklingen framåt med sin egen batteriteknik, som redan har demonstrerats i en prototyp av EQS-modellen – en bil som imponerande nog har uppnått över 1 200 kilometers räckvidd på en enda laddning.
BMW:s solid state-prototyp baserad på i7 avslöjade tidigare i år en av de mest imponerande energitätheterna hittills, med 390 Wh/kg – vilket överträffar de 360 Wh/kg som kinesiska Nio har uppnått med sin nuvarande halvsolid state-teknik.
Eftersom många av fordonen som nämnts fortfarande befinner sig i utvecklingsfasen är det svårt att avgöra vem som faktiskt blir först med att massproducera ett helt solid state-batteripaket och samtidigt göra det ekonomiskt hållbart.
”Tekniken går framåt, men att skala upp från pilotlinor till ens tusentals batteripaket per år är fortfarande den största flaskhalsen,” säger Dr. Kieran O'Regan, Chief Growth Officer på About:Energy.
”Företag som QuantumScape, med stöd av Volkswagen, har visat lovande prototyper, men steget från laboratoriebyggda celler till fordonspaket i miljonupplagor visar sig vara både långsammare och dyrare än väntat,” tillägger han.
Det är alltså möjligt att Toyota blir först med att lansera en massproducerad elbil med solid state-batteri redan 2027, men tillverkningsutmaningarna kan fortfarande försena processen – och Toyota är långt ifrån ensamma om att sikta på samma tidsram.
Mercedes-Benz, BYD och CATL har också pekat ut 2027 som sitt målår, medan Honda, Volkswagen och Stellantis-gruppen har gått ut offentligt med att de inte ligger långt efter.
Oavsett vem som blir först finns det mycket som talar för att de kommande två till tre åren blir avgörande för denna så kallade ”heliga graal” inom batteriteknik – och för alla som idag känner frustration över räckvidd och laddningstider hos dagens litiumjonbilar.
Läs vidare
