Hogyan tudják a szilárd akkumulátorok átalakítani az elektromos autókat

Az elektromos autókat meghajtó lítium-ion akkumulátorok tökéletesítése sem fejeződött még be, de a verseny máris azon van, hogy hogyan helyettesítsék őket. A szilárdtest akkumulátorok tűnhetnek a legesélyesebbnek erre: hosszabb hatótávolságot, gyorsabb töltést és olcsóbb elektromos autókat ígérnek a jelenlegi legjobbaknál.

A szilárdtest-akkumulátor a kemény anyagok szorosan összenyomott elrendezésével jön létre, nem pedig egy kissé pépes anyag alkotja, mint egy tipikus lítium-ion akkumulátort. Ez a szilárdtest-összetétel és szerkezet olyan elektrokémiai eszközt eredményez, amely sok előnyt ígér:

• Nagyobb energiasűrűség. Ez azt jelenti, hogy az elektromos autók két-háromszor hosszabb távolságot tudnának vele megtenni, vagy ugyanakkorát, de egy kisebb, könnyebb és kevésbé drága akkumulátorral, ami gyorsabban töltődik.
• Gyorsabb feltöltődés. 80%-os töltöttséget érhetnek el 15 perc alatt, ami ugyanolyan vagy kicsit gyorsabb, mint a mai lítium-ion elemeké.
• Hosszabb élettartam. A szilárdtest-technológia kulcsfontosságú része a GM millió mérföldes élettartamú akkumulátoránakelőállítására vonatkozó tervének, megfizethetőbbé téve az EV-ket és csökkentve az aggodalmakat a mérgező akkumulátorok tömkelegével kapcsolatban, amelyek 100–150 000 mérföld után újrahasznosításra szorulnak.
• Termikus stabilitás. A szilárdtest kialakítással kevésbé valószínű a hőleadás, ami tüzet okozhat. A lítium-ion akkumulátoroknak elég rossz hírük van ezen a téren.

De természetesen egy-két probléma is van velük:

• Tágulás és összehúzódás. A szilárdtest-akkumulátorok érzékenyek ezekre a természetes változásokra, az akkumulátorok töltése és lemerülése közben. Az ilyen mozgás megrongálhatja a szilárdtest-anyagok szoros, pontos elrendezését, és az akkumulátor meghibásodását okozhatja, ha nem kontrollálják, vagy nem tervezik ezt bele.
• Ezek invazív, gyökérszerű struktúrák, amelyek a szilárdtest-akkumulátorban növekedhetnek, szétbontják az anyagrétegek pontos felosztását, és az akkumulátor meghibásodását okozhatják.
• Költség. Mint minden új technológia, a szilárdtest akkumulátor is meglehetősen drága addig, míg el nem érik a nagyobb mennyiséget a gyártásban.

A szilárdtest akkumulátorral talán a Quantum Scape – amelybe a Volkswagen fektetett be – foglalkozik leginkább. Arra számítanak, hogy már 2024-re szilárdtest akkumulátorokat fognak gyártani a Volkswagen elektromos autói számára. A Toyota 2025-ig korlátozott számú szilárdtest akkumulátorral felszerelt elektromos autót fog gyártani a Panasonic-kal együttműködésben, aki a Tesla partnere a hagyományos lítium-ion akkumulátorok gyártásában.

A francia Bollore már most is használ szilárdtest akkumulátorokat járműveiben, de ezek nem személygépkocsik, hanem buszok. Az ilyen flották lehetővé teszik az akkumulátorok speciális feltételek közötti használatát, de 2026-ra a cég már személygépkocsi verziót is tervez.

A Solid Power célja egy olyan szilárdtest-akkumulátor megtervezése, amelyet ugyanazokkal a gyártósorokkal lehet gyártani, mint a mai lítium-ion akkumulátorokat, hogy kihasználja az ezekbe történő hatalmas jelenlegi és tervezett beruházásokat. A BMW és a Ford is befektetett ebbe a megközelítésbe, amely pénzügyileg hatékony áttérést kíván elérni az új technológiák felé.

A szilárdtest akkumulátor befutása még odébb van pár évvel, de ha helyesek a jelenlegi feltevések, akkor sokkal vonzóbbá teheti majd az elektromos autókat a jövőben.

Forrás: Cnet

https://www.cnet.com/roadshow/news/how-solid-state-batteries-can-transform-electric-cars/