Baterija s trdnim elektrolitom: ideal, ki je tako blizu, a tako daleč

V svetu baterij je že dolgo znana tehnologija, pri kateri je tekoči elek­trolit med anodo in katodo nadomeščen s trdnim. To naj bi njeno zmogljivost dvignilo na veliko višjo raven, a z eno napako. Takšni bateriji nikakor ne uspe priti v proizvodnjo, pa čeprav je bila že mnogokrat »tik pred vrati« in se z njo ukvarja ves svet, tako uveljavljeni proizvajalci kot nova imena.

Blagi, polni, priključni, podaljševalniki: vodnik po odtenkih hibridov

Pred kratkim smo znova lahko prebrali vesti, konkretno pri Car News China, da baterijski velikani, kot so CATL (Contemporary Amperex Limited Technology), BYD (oba iz Kitajske) in SDI Samsung (Južna Koreja), načrtujejo, da bodo do leta 2027 začeli pilotno ali celo redno proizvodnjo tovrstnih baterij; angleški izraz zanje je solid state batteries. Zaradi trdnega elek­trolita namesto tekočega naj bi bile mnogo bolj zmogljive. Po ne­uradnih napovedih naj bi imele energijsko gostoto od 400 do 500 Wh/kg, kar je približno dvakrat več kot 200 do 270 Wh/kg, kolikor večinoma dosegajo današnje.

Eno od ameriških podjetij, ki v sodelovanju z več avtomobilskimi družbami, tudi Stellantisom, razvija baterijo s trdnim elektrolitom, je Factorial. FOTO: Stellantis

O tej rešitvi se govori že vsaj deset let. Še se spomnimo, da jo je že pred časom resno napovedovala Toyota, največje avtomobilsko podjetje na svetu, a se tudi pri njej stvari stalno odmikajo.

Kot je znano, se s tem tipom baterije ukvarjajo tudi številna manjša zagonska podjetja, ki imajo podporo baterijskih velikanov ali avtomobilskih proizvajalcev. Omenimo, da Samsung SDI sodeluje z ameriškim zagonskim podjetjem Solid Power, pri katerem je zraven tudi BMW. Volkswagen je povezan s prav tako ameriško družbo Quantum Scape. Factorial, še eno mlado podjetje iz ZDA, dela s Stellantisom, Mercedesom, tudi s Hyundaiem, Fordom. Lani so s tovrstno baterijo v prototipnem mercedesu EQS, kot so poročali, z enim polnjenjem menda prevozili 1250 kilometrov … A nič od tega seveda še ni na voljo za kupce.

Občutek je, da poskušajo na zahodu vsaj pri bateriji s trdnim elek­trolitom tekmovati s Kitajci, če so že pri izvedbi z litij-železovim fosfatom (LFP), ki danes prevladuje, povsem podcenili njen potencial in so zdaj v podrejenem položaju. Kot je za različne medije poudarila direktorica Factoriala Siyu Huang, morajo ZDA, Južna Koreja, Evropa stopiti skupaj, če želijo preskočiti Kitajce, ne da jih le lovijo. Kot smo zapisali, slednji ne sedijo križem rok, pa čeprav je predsednik uprave CATL Robin Zeng dejal, da jih do proizvodne stopnje čaka še veliko dela. Pilotna proizvodnja je eno, serijska drugo in po njegovem jih lahko pričakujemo šele leta 2030.

Robert Dominko: »Ni jasno, katero kemijsko sestavo nameravajo uporabiti v bateriji s trdnim elektrolitom.« FOTO: Gašper Boncelj

Tudi tokrat smo za mnenje vprašali Roberta Dominka, vodjo Laboratorija za moderne baterijske sisteme na Kemijskem inštitutu, ki pravi, da so na trgu že predserijske celice, vendar ni znano, ali so to res solid state ali »skoraj« solid state baterije: »Tudi ni jasno, katero kemijsko sestavo točno nameravajo uporabiti in kako so rešili težavo s kontakti na medfaznih površinah brez dodatnih tekočih aditivov. Vsaj na Kitajskem veljajo normativi, ki jih je treba doseči, da se lahko baterijska celica deklarira kot all solid state. Eden izmed njih je izguba mase, ko se odprta celica segreva v vakuumu na povišani temperaturi in lahko v šestih urah izgubi največ 0,5 ut % (masni delež posamezne snovi v zmesi ali raztopini, izražen v odstotkih, op. p.).«

Tudi če bodo te baterije sčasoma res v avtomobilih, kot za zdaj kaže, ne bodo množična rešitev. Samsung je denimo zapisal, da so ciljna uporaba luksuzni avtomobili, humanoidi in elektronske naprave. Pred časom smo o tem vprašali Volkswagnovega tehničnega direktorja Kaia Grünitza in je prav tako dejal, da razvoj pri njihovem partnerju Quantum Scapu dobro napreduje, a da bo ta baterija namenjena za dražje avtomobile.