De race om de volgende generatie EV-batterijen kan binnenkort omslaan naar semi-solid-state batterijen

PARIJS, Frankrijk – De drang om solid-state batterijen voor elektrische voertuigen (EV’s) op de markt te brengen is in volle gang, maar analisten zeggen dat autogiganten op het punt staan ​​zich tot een ander soort transformatieve wetenschap te wenden.

Solid-state batterijen worden al lang gezien als de ‘heilige graal’ van duurzaam rijden. Zoals de naam al doet vermoeden, bevatten solid-state batterijen een vaste elektrolyt, gemaakt van materialen zoals keramiek. Dat maakt ze anders dan conventionele lithium-ionbatterijen, die vloeibare elektrolyt bevatten.

Deze technologie van de volgende generatie stopt theoretisch meer energie in elke volume-eenheid dan lithium-ionbatterijen. Voorstanders zeggen dat het veiligere, goedkopere en krachtigere batterijen voor elektrische voertuigen (EV’s) biedt, evenals snellere oplaadtijden.

Autofabrikanten hebben miljarden dollars geïnvesteerd in onderzoek naar solid-state batterijen en hebben samengewerkt met ontwikkelaars om hun eigen versies voor massaproductie te produceren.

Het Japanse Toyota heeft bijvoorbeeld gezegd dat het ernaar streeft om tussen 2027 en 2028 solid-state batterijen in massaproductie te brengen. De autofabrikant zei dat een recente doorbraak in zijn poging om de duurzaamheid van zijn technologie te verbeteren betekent dat de batterij naar verwachting een bereik zal bieden van 1.000 kilometer (621 mijl) en een oplaadtijd van slechts 10 minuten.

Het Japanse Nissan zei in april dat het van plan is begin 2029 solid-state batterijen voor elektrische voertuigen te lanceren, terwijl het Duitse Mercedes-Benz-groep en de Amerikaanse batterijstartup Factorial zeiden in september dat ze samenwerken aan een solid-state batterij die tegen het einde van het decennium klaar zal zijn voor productie. Factorial heeft ook gezamenlijke ontwikkelingsovereenkomsten met autofabrikanten, waaronder Stellantis, Hyundai en Kia.

Volgens het Environmental Defense Fund bedraagt ​​de gemiddelde actieradius voor elektrische voertuigen in de VS bijna 300 mijl (of 483 kilometer) met één oplaadbeurt, terwijl de tijd die nodig is om een ​​elektrische auto op batterijen op te laden 20 minuten of enkele uren kan duren, afhankelijk op de auto en de snelheid van het laadpunt.

Max Reid, analist bij Wood Mackenzie, zei dat solid-state batterijen aan het begin staan ​​van een lange reis richting commercialisering.

“Het is duidelijk dat de resultaten er veelbelovend uitzien: veel veiliger, veel grotere energiedichtheid en vooral de oplaadsnelheden, wat volgens ons waarschijnlijk een van de belangrijkste voordelen van solid-state is”, vertelde Reid via een videogesprek aan CNBC.

Maar ondanks de groeiende hype over de mogelijke uitrol van solid-state batterijen blijven analisten sceptisch over wanneer deze daadwerkelijk op de markt zullen komen.

Een groot nadeel van solid-state batterijen is volgens Wood Mackenzie’s Reid het opzwellen van de batterij tijdens het opladen en uiteindelijk de degradatie van de cel na langdurig opladen.

“Als we het hier vijf jaar geleden over hadden gehad, zou ik zo enthousiast zijn geweest over vaste-stofbatterijen”, vertelde Julia Poliscanova, senior directeur voor voertuigen en toeleveringsketens voor e-mobiliteit bij de campagnegroep Transport & Environment, aan CNBC op de beurs in Parijs. Motorshow.

“Maar op de een of andere manier is er binnen deze ruimte tussen piloten en commercialisering tegenwoordig een soort barrière, een soort blokkade, want elke keer als ik met autobestuurders spreek op batterijconferenties, hoor ik steeds hetzelfde antwoord: ‘We zijn nog vijf tot zeven jaar verwijderd’. .'”

“Als je naar de huidige technologie, de lithium-ionbatterijen, kijkt, zijn ze zo veel verbeterd. De stapsgewijze verbetering van een goedkopere technologie is zo goed geweest dat het misschien niet zo aantrekkelijk meer is om al die aandacht op solid-state batterijen te richten.” ”, voegde Poliscanova eraan toe.

Er zou echter nog een andere optie kunnen zijn: semi-solid-state batterijen. Deze cellen gebruiken een hybride ontwerp van vaste elektrolyt en vloeibare elektrolyt – en sommige analisten zeggen dat ze als brug tussen de twee soorten batterijen zouden kunnen dienen.

Halfvaste batterijen zijn in China al ‘in vrij goede mate’ gecommercialiseerd, zei Reid, ‘en eigenlijk ben ik van mening dat dit de compromistechnologie is die feitelijk de noodzaak van een volledige vaste-stofbatterij zal wegnemen. “

“Gezien de langzamere vraag naar elektrische auto’s in het Westen en deze problemen met solid-state, zie je misschien een aantal negatieve aankondigingen of niet zo positieve aankondigingen voor volledige solid-state en zelfs een beetje een draai naar semi-solid-state als dat eenmaal gerealiseerd is. om een ​​betere overgangstechnologie te zijn voor wat dit decennium nodig heeft”, aldus Reid.

De ontwikkeling van semi-solid-state batterijen wordt voornamelijk geleid door Chinese bedrijven, waaronder CATL, een van ’s werelds grootste batterijproducenten, en bedrijven als WeLion, Qingtao Energy en Ganfeng Lithium.

De Chinese EV-fabrikant Nio heeft al 150 kilowattuur semi-solid-state batterijen op de markt gebracht voor zijn elektrische voertuigen, met een bereik tot 1.000 kilometer. Daarnaast produceert Ganfeng LiEnergy, een dochteronderneming van Ganfeng Lithium, semi-solid-state batterijen voor elektrische voertuigen met een bereik van 530 kilometer.

Poliscanova van Transport & Environment zei dat ze vooruitgang ziet op het gebied van semi-vastestofbatterijen in China, “omdat wie het ook is die begrijpt hoe batterijen moeten worden gemaakt, altijd de volgende zal maken.”

“Ik denk dat er veel meer aandacht en commercialisering is geweest voor de goedkopere innovaties, in tegenstelling tot solid-state innovaties. Dat moet komen omdat de prestaties binnen de voertuigruimte al goed genoeg zijn. Ja, we kunnen praten over vrachtwagens en vliegtuigen, maar in de voertuigruimte is 600 tot 800 kilometer prima. Het is genoeg”, voegde ze eraan toe.

Niet iedereen is overtuigd van een op handen zijnde omslag naar semi-vaste batterijen – of van de hype over de massale uitrol van vaste-stofbatterijen in de komende jaren.

“De realiteit is dat op dit moment, als we naar de EV-ruimte kijken, op lithium gebaseerde batterijen nog steeds de beste keuze zijn”, vertelde Michael Widmer, hoofd metaalonderzoek bij Bank of America Global Research, aan CNBC’s “Squawk Box Europe” op 9 oktober.

“Dat is de basis en dat zal waarschijnlijk de komende vijf tot tien jaar zo blijven”, voegde hij eraan toe.