Elektrische auto's kunnen de volgende grote stap nemen met Solid Power-batterijen

Het is een opwindende tijd voor solid-state batterijen. BMW kondigde vorige maand aan dat het samenwerkt met Colorado-gebaseerde batterijontwikkelaar Solid Power, waardoor de automaker de vloeibare elektrolyt-lithium-ioncellen van weleer kan afschudden ten gunste van een solide alternatief dat veiliger, energieker en eenvoudiger is.

"Ik wil hier niet zitten en beweren dat alle technische uitdagingen zijn opgelost", vertelt Doug Campbell, de CEO van Solid Power. omgekeerde. "Het is een blijk van vertrouwen dat sommige van de fundamentele historische zorgen voor solid state, ik denk dat dit een weerspiegeling is dat deze zijn opgelost, althans vanuit het oogpunt van de haalbaarheid."

Al lang aangeprezen als een droomalternatief voor de huidige batterijen, schat men dat solid state-batterijen twee keer zoveel energie kunnen opslaan. In het geval van de Tesla Roadster van de tweede generatie zou dit kunnen helpen om het traject van 620 mijl te verdubbelen van de 200 kilowattuur batterij.

Het is niet onredelijk om te denken dat Tesla de cellen ook zou kunnen adopteren: Elon Musk zinspeelde op "de belangrijkste batterij doorbraak in een tijdje" die "aan het werk kon worden gebracht" in een beleggeroproep van augustus 2017. Los Angeles naar Seattle met één lading, iemand?

Het is echter niet zo eenvoudig als het klinkt om bestaande materialen uit te wisselen voor nieuwe. SolidEnergy, een bedrijf dat in 2012 uit MIT spinde, eindigde met het gebruik van een combinatie van vaste en vloeibare elektrolyten om dezelfde niveaus van geleidbaarheid te behouden en tegelijkertijd de toegevoegde capaciteit te leveren. Sakti3, een dochteronderneming van Dyson, maakte vorig jaar een doorbraak toen het een dunne film depositieproces gebruikte om te voorkomen dat de elektroden elkaar raken.

Solid Power, dat "eigen anorganische materialen" gebruikt, heeft een werkende batterij van vijf ampères in het lab. Dat is ongeveer het dubbele van een conventionele smartphone-batterij, en het bedrijf is van mening dat kleinere batterijen in de komende drie tot vijf jaar sommige industrieën kunnen bereiken. Omdat het proces veel van de materialen en processen van klassieke lithium-ionbatterijen gebruikt, vertrouwt Campbell erop dat deze cellen een vergelijkbare kosten-per-kilowatt-efficiencybesparing zullen bieden die wordt gevonden in de huidige batterijen.

Een van de grootste hindernissen om deze droomauto op de weg te krijgen, is het kwalificatieproces. Dat betekent dat we de productie op schaal moeten brengen, wettelijke hindernissen moeten nemen en ervoor moeten zorgen dat de technologie veilig is voor wegen. Daarom denkt Campbell dat we in de komende vijf tot tien jaar in staat zullen zijn om met een solid-state batterij te rijden. Iets eerder dan dat is onrealistisch.

"Ik weet dat Toyota al heel lang betrokken is bij deze ruimte en ze hebben veel middelen", zegt Campbell. "Ik kan alleen maar zeggen dat ik door de interacties die ik heb gehad met partners van Toyota, concludeer dat ze niet verder zijn dan wij, maar dat ik geen vertrouwelijke informatie gebruik."

Een andere belangrijke hindernis is de oplaadtijd. Terwijl Tesla de oplaadtijden van een halfuur oplaadt vanaf zijn 120 kilowatt-oplaadpunten, is het een tempo dat zijn tol eist op de batterij.

"In vergelijking met lithium-ion, is het nog steeds beperkt op laadsnelheid," zegt Campbell.

Het zal moeilijk worden om mensen te overtuigen uren achter elkaar te zitten wachten tot hun auto wordt opgeladen, vooral als deze batterijen na jaren van acceptatie door elektrische voertuigen op de markt komen. Desalniettemin ziet de toekomst van auto's op alternatieve brandstof er beslist solide uit.