Taler man med en batterichef, vil de fortælle, at lithium-ion batterier har en række kompromiser. Bilproducenter kan jagte længere rækkevidde, men det øger omkostningerne. De kan få batteriet til at oplade hurtigt, men det kan forkorte levetiden. Skub for meget i én retning, og noget andet vil uundgåeligt give efter.
At skabe et batteri, der er fremragende på alle disse områder, er vanskeligt, men bilproducenter og batterifirmaer har alligevel taget udfordringen op takket være faststofbatterier.
Hvis faststofbatterier produceres i stor skala, kan de tilbyde en ideel balance af rækkevidde, sikkerhed, ydeevne og hurtig opladning i en tilsvarende eller mindre pakke. Der er en grund til, at forskere kalder det batteriteknologiens “hellige gral”.
Disse batterier erstatter den flydende elektrolyt, kemikaliet der muliggør opladnings- og afladningscyklusser, med en solid. De solide materialer præsterer teoretisk bedre, men de er vanskelige at producere i store mængder uden fejl.
Selv hvis batterifirmaer lykkes, vil de ikke vende tingene fra den ene dag til den anden. Forskningsfirmaet BloombergNEF forudser, at faststofbatterier vil udgøre kun 10% af den globale efterspørgsel efter elbiler og batterilagring inden 2035. Vejen til skalerbarhed og kommercialisering er stadig uklar, og den indledende udrulning kan være koncentreret om premium elbiler.
I mellemtiden vinder semi-faststofbatterier frem. Disse batterier bruger en gel-lignende elektrolyt, der også lover forbedringer i forhold til traditionelle lithium-ion batterier. Kinesiske batterifirmaer har opnået et solidt forspring på dette område, med 83% af den nuværende eller planlagte faststofbatteriproduktionskapacitet koncentreret i Kina, ifølge BNEF.
Elbiler med semi-faststofbatterier er allerede på markedet i Kina, omend i små mængder. Kunder kan købe og køre dem i dag, takket være tidlige brugere som Nio og det statsstøttede SAIC Motors, der investerede i teknologien tidligt. I Vesten tester Mercedes-Benz og BMW faststofbatterier, og Stellantis planlægger at begynde forsøg næste år.
Japanske og koreanske bilproducenter arbejder også på denne teknologi, men de har været tilbageholdende med at afsløre deres planer. I 2022 rapporterede Nikkei, at Toyota havde det højeste antal faststofbatteripatenter, efterfulgt af Panasonic og Idemitsu.
I denne liste dækker vi både semi-faststof- og fuldt faststofbatterier. Nogle af disse elbiler er allerede på markedet i Kina, mens andre planlægges at komme til salg i de kommende år. Nogle er demobiler, men vi inkluderer dem alligevel i listen. Vi inkluderer også bilproducenter, der endnu ikke har installeret faststofbatterier i en faktisk elbil, men som har vist intentionen om at gøre det. Listen dækker både kinesiske elbiler og nogle vestlige modeller, der er under udvikling.
Batteritype: Semi-faststof
Energidensitet: 360 watt timer per kilogram
Leverandør: Beijing WeLion New Energy Technology
Opkrævet rækkevidde: 652 miles (1.050 kilometer)
Sent i 2023 satte Nios grundlægger, formand og CEO William Li sig bag rattet i den elegante ET7 sedan og kørte mere end 648 miles på en enkelt opladning. Han gjorde det under virkelige forhold og desuden i kolde temperaturer, som bilproducenten hævdede. ET7 var udstyret med et 150 kWh semi-faststofbatteri, som er tilgængeligt til leje for Nio-elbilsejere i Kina mod et dagligt gebyr. Idéen er god: Brug brandets små 70-75 kWh pakker til daglig kørsel og skift til faststof via batteriskift inden lange ture.
Batteritype: Semi-faststof
Leverandør: Suzhou QingTao Power Technology
Rækkevidde: 620+ miles (1.000 km)
IM Motors er luksusgrenen af Kinas statsstøttede SAIC Motors. SAIC har gjort betydelige fremskridt inden for semi-faststofbatterier med flere modeller allerede på markedet i Kina.
IM L6 konkurrerer med Tesla Model 3 og Xiaomi SU7. Dens basisversioner får lithium-jern-fosfat (LFP) batterier, men den er også tilgængelig med en 133 kWh semi-faststofpakke, der er god for mere end 620 miles rækkevidde på Kinas lette køretøjstestcyklus (CLTC). En 900-volts arkitektur gør det muligt at tilføje 248 miles rækkevidde på bare 12 minutters opladning med en kraftig nok oplader. Prisen ligger mellem 230.000 og 330.000 yuan ($28.000-$45.600).
Batteritype: Semi-faststof
Energidensitet: 180 Wh/kg
Leverandør: Suzhou QingTao Power Technology
Den britiske bilproducent MG Motor, som er en anden SAIC-ejet mærke, drager fordel af semi-faststofbatterier. MG skabte opmærksomhed for nylig ved at annoncere lanceringen af den første overkommelige massemarkeds-elbil drevet af et semi-faststofbatteri senere på året. Batteriets størrelse og rækkevidde er stadig ukendt, men MG sagde, at cellerne kun bruger 5% flydende elektrolyt. Priserne ser også konkurrencedygtige ud. MG4 fås med både LFP og semi-faststofbatterier, og koster mellem 73.800 og 105.800 yuan ($10.100-14.400).
Voyah, premium-mærket under Kinas Dongfeng Motor Corporation, lancerede Passion sedanen i Kina i 2023 i både plug-in hybrid- og batterielektriske versioner. Dens 82 kWh semi-faststofbatteri er installeret i basisversionen, mens det 109 kWh lithium-ion batteri er det med betydeligt længere rækkevidde, ifølge lokale nyhedsrapporter. 82 kWh pakken er god for 360 miles CLTC rækkevidde, mens den større pakke kan levere 453 miles. Prisen ligger mellem 322.900 og 432.000 yuan ($45.000-$60.000).
Den semi-faststofpakke var en tidlig generation af batteriet, og bilproducenten arbejder angiveligt på sin tredje generations faststofteknologi.
Batteritype: Semi-faststof
Rækkevidde: 620+ miles
Leverandør: Ganfeng Lithium
Kinas DongFeng Motor Corporation startede testning af semi-faststofbatterier tilbage i 2022. På det tidspunkt installerede bilproducenten semi-faststofbatterier i 50 prototype E70 elektriske sedaner. Pakken blev udviklet i samarbejde med batterivirksomheden Ganfeng, og støtter også udskiftning, sagde lokale medier dengang.
I august sagde bilproducenten, at den kommercielle produktion af semi-faststofbatteriet ville begynde i 2026. Og det ville levere en rækkevidde på over 620 miles.
Batteritype: Semi-faststof
Energidensitet: 375 Wh/kg
Leverandør: Factorial Energy
Stellantis og det Massachusetts-baserede batteristartup Factorial har valideret en semi-faststofbattericelle med en påstået energidensitet på 375 watt timer per kilogram, hvilket er mere end den typiske energidensitet på 200-300 Wh/kg for traditionelle lithium-ion batterier. Bilproducenten hævder, at cellerne kan oplades fra 15-90% på 18 minutter ved stuetemperatur. Den har en afladningshastighed på op til 4C, hvilket betyder, at den kan aflades fuldstændigt fire gange i timen. Batteriet vil blive testet på en demoflåde af Charger Daytona elbiler næste år, har Stellantis sagt.
Batteritype: Semi-faststof
Leverandør: Factorial Energy
Rækkevidde: 620 miles (WLTP)
Factorial leverer også semi-faststofbatterier til Mercedes-Benz. Tidligere i år fremviste bilproducenten en prototype EQS udstyret med Factorials semi-faststofbatteri, og hævdede, at det kunne levere 25% mere rækkevidde uden at øge pakkens størrelse eller vægt. Den nuværende EQS har en batterikapacitet på cirka 118 kWh. Factorial forventer, at masseproduktionen begynder inden udgangen af årtiet.
Batteritype: Fuld-faststof
Energidensitet: 390 Wh/kg
Leverandør: Solid Power
BMW begyndte at teste en prototype i7 drevet af fuldt faststofceller i München denne sommer. Den bruger prismatiske celler udviklet af Colorado-baserede batteristartup Solid Power. Bilproducenten delte ikke pakkens størrelse, men sagde, at den ville begynde at fremstille cellerne på en pilotproduktionslinje i Tyskland ved at licensere Solid Powers teknologi. Vigtig information såsom anslået rækkevidde mangler, men det er formentlig for tidligt for det.
Toyota installerede et faststofbatteri i den futuristisk udseende LQ-prototype allerede i 2021, længe før teknologien begyndte at skabe overskrifter hver uge. Det forventer, at dets første faststofbatteri går i masseproduktion i perioden 2027-2028.
Bilproducenten hævder, at dets faststofbatteri vil levere mere end 620 miles rækkevidde. Og det kunne oplades fra 10-80% på mindre end 10 minutter. Vi vil dog sandsynligvis se et faststofbatteri i en Toyota hybrid før en elbil. Gill Pratt, Toyotas chefvidenskabsmand og leder af Toyota Research Institute, bekræftede det i 2022.
Det giver perfekt mening. Toyota hybrider er stadig populære, og hvis RAV4 eller Prius kan fordoble deres elektriske rækkevidde, er det en sejr for mærket og også for klimaet.
Honda arbejder uafhængigt på at udvikle et fuldt faststofbatteri, som det planlægger at installere i produktionsbiler engang i anden halvdel af dette årti. Bilproducenten sagde sidste år, at dets faststofceller potentielt kunne være 50% mindre, 35% lettere og 25% billigere end nuværende lithium-ion batterier.
Den forventer en rækkevidde, der overstiger 620 miles, hvilket kunne stige til over 700 miles over tid. Den tester i øjeblikket batteriet på en pilotproduktionslinje i Japan og løser problemer relateret til masseproduktion.
Volkswagen Group arbejder tæt sammen med det Californien-baserede batteristartup QuantumScape for at udvikle fuldt faststofbatterier. Dets batteridatterselskab PowerCo har investeret over $260 millioner i QuantumScape, med en nylig finansieringsrunde, der går til en pilotproduktionslinje for cellerne.
QuantumScape har sagt, at dagens elbiler med 350 miles rækkevidde kunne opnå mellem 400 og 500 miles rækkevidde ved brug af dets anodefri lithium metal batterier. Men det tal kan variere betydeligt afhængigt af pakkens størrelse og anvendelsen.
Nissan er ikke i god form, med faldende overskud og salget, der er styrtdykket. Men det giver ikke op i kapløbet om at udvikle næste generations battericeller. Ligesom Toyota og Honda arbejder Nissan også på faststofbatterier internt. Virksomhedens ledere fortalte endda InsideEVs i april, at de planlægger kommercialisering inden udgangen af regnskabsåret 2028.
Bilproducentens fuldt faststofceller vil bruge en svovlbaseret elektrolyt og måske endda en svovl-mangan katode, hvilket kunne tillade det at eliminere kobolt helt. Kobolt—et biprodukt af kobber—kræver beskidt og dyr minedrift og er forbundet med arbejdsretskrænkelser i Congo.
BYD sagde i år, at det arbejdede på faststofbatterier, men benægtede rygter om, at den populære Seal sedan ville drage fordel af teknologien. Bilproducenten sagde, at den forventer at begynde demonstrationer fra 2027, med masseproduktion forventet efter 2030, men undlod at dele, hvilken elbil den præcist vil bruge til testning.
Hyundai er sandsynligvis blandt de mest forsigtige, når det kommer til faststofbatterier. Mens bilproducenten stadig ser ud til at arbejde på teknologien bag kulisserne, har højtstående Hyundai-ledere sagt, at de ikke vil være i stand til at kommercialisere cellerne før 2030. De japanske bilproducenter ser derimod ud til at have mere aggressive tidslinjer for at bringe disse batterier på markedet.
Det er værd at bemærke, at dagens dominerende kemier som nikkel-mangan-kobolt (NMC) og lithium-jern-fosfat (LFP) støt forbedres. Forbedringer i ydeevne, kombineret med etablerede forsyningskæder og faldende omkostninger for lithium, kunne forsinke behovet for faststofceller eller gøre deres forretningssag sværere at retfærdiggøre.
Alligevel holder vi nøje øje med batterimarkedet og vil opdatere denne liste, efterhånden som der opstår nye udviklinger. Hvis du kender til en model eller et mærke, der arbejder på faststofbatterier, som vi har overset i denne liste, så lad os vide det i kommentarerne.
Skriv et svar