Honda intenționează să producă baterii cu stare solidă pentru vehicule electrice (EV) care ar putea parcurge până la 620 de mile (1.000 de kilometri) cu o singură încărcare – mai mult decât dublu gama de mașini electrice disponibile în prezent pe piața de masăa anunțat compania luna trecută.
Dacă acest obiectiv este atins, ar fi un pas mare în depășirea „anxietății de gamă” – o barieră majoră în calea adoptării pe scară largă a vehiculelor electrice.
În noiembrie, Honda a dezvăluit o linie de producție demonstrativă pentru viitoarele sale baterii cu stare solidă, pe care producătorul auto japonez intenționează să le integreze în vehiculele sale electrice în a doua jumătate a deceniului, la scară de masă.
„Bateria cu stare solidă este o tehnologie inovatoare care va schimba jocul în această eră a vehiculelor electrice”, a declarat Keiji Otsu, președinte și director reprezentant al Honda R&D, într-un declaraţie. „Înlocuind motoarele care au susținut progresele automobilelor până în prezent, bateriile vor fi factorul cheie al electrificării”.
Aceste baterii cu stare solidă sunt de așteptat să fie cu 50% mai mici, cu 35% mai ușoare și cu 25% mai ieftine de construit decât bateriile lichide cu litiu-ion găsite în vehiculele electrice actuale. Cu toate acestea, obstacolul major în calea tehnologiei este că celulele cu stare solidă pe care Honda le-a dezvoltat până în prezent sunt prea mici pentru a fi utilizate în orice model de vehicul actual. Scopul noii unități este de a rezolva această problemă începând din 2025.
Un drum solid înainte
Bateriile cu stare solidă se bazează pe un electrolit solid – o substanță care permite trecerea ionilor, dar nu a electronilor, prin el. Electroliții permit ionilor încărcați pozitiv să se deplaseze între două capete ale celulei bateriei, marcate de electrozi pozitivi și negativi – catozi și, respectiv, anozi. În timp ce fac acest lucru, electronii încărcați negativ sunt atrași de la anod la catod printr-un circuit extern pentru a genera o sarcină. Bateriile cu stare solidă înlocuiesc electrolitul lichid – de obicei un compus de litiu într-un gel polimeric sau lichid – care se găsește în bateriile cu ioni de litiu cu un material solid, cum ar fi ceramica, cum ar fi ortosilicatul de litiu sau sticla.
Înrudit: Cum funcționează bateriile vehiculelor electrice și ce le afectează proprietățile?
Bateriile cu stare solidă sunt mai dense din punct de vedere energetic decât bateriile de dimensiuni echivalente care utilizează un electrolit lichid. Asta pentru că bateriile lichide litiu-ion au nevoie de anozi de grafit pentru a stoca și controla fluxul de ioni în electrolitul bateriei. Bateriile cu stare solidă pot folosi în schimb un anod de litiu metalic purcare este mai dens în energie și astfel poate stoca mai mulți ioni în aceeași cantitate sau chiar în spațiu mai mic decât un anod de grafit.
În plus, componentele cu stare solidă nu trebuie să aibă un control atent al temperaturii, așa cum o fac sistemele standard de baterii litiu-ion. Bateriile cu stare solidă sunt, de asemenea, mai sigure, deoarece pot elimina solvenții, cum ar fi carbonatul de etilenă, utilizați de obicei pentru electroliții lichizi, care pot lua foc dacă celula bateriei este deteriorată.
Deși bateriile cu stare solidă nu sunt noi, ele încă nu au fost produse la dimensiunea și la scara necesară pentru vehiculele electrice. Nu numai că sunt mai scumpe de fabricat decât bateriile cu litiu-ion, dar provocările tehnice încă le împiedică să fie suficient de fiabile pentru vehiculele electrice.
Cea mai mare problemă este fragilitatea separatorului ceramiccare este folosit pentru a împiedica atingerea anodului și catodul, care poate începe să se crape în timp din cauza expansiunii și contractării cauzate de reacțiile chimice. Dacă acest lucru se întâmplă cu separatorul, care este și electrolitul solid, acesta poate declanșa un scurtcircuit între electrozi și poate cauza funcționarea defectuoasă a bateriei.
O altă problemă este că electroliții din bateriile cu stare solidă sunt fabricate din polimericare nu permit fluxul de ioni între electrozi la fel de ușor ca într-un electrolit lichid, limitând astfel performanța bateriei. Și în timp, electrozii bateriilor cu stare solidă pe bază de litiu pot deveni acoperiți cu depozite de litiu înțepătoare cunoscute sub numele de dendritecare poate străpunge electrolitul solid provocând scurtcircuitarea bateriilor; deși această problemă nu este la fel de răspândită ca în cazul bateriilor cu litiu lichid.
Honda nu a depășit încă toate aceste provocări, dar intenționează să facă acest lucru la noua sa unitate. Un element cheie al planului este utilizarea unei tehnici de presare cu rola care poate crește densitatea straturilor de electrolit și poate îmbunătăți contactele dintre electrolit și anozi și catozi.
Honda își propune să aibă bateriile cu stare solidă cu rază lungă de acțiune în mașinile sale până în 2030. Până în 2040, Honda și-a stabilit obiectivul ca mașinile sale electrice să aibă baterii cu stare solidă cu o autonomie de până la 776 mile (1.249 km).
Dacă Honda poate atinge obiective atât de înalte, ar atenua grijile legate de autonomia și longevitatea EV, ceea ce ar putea accelera sfârșitul mașinilor pe benzină.
Comentarii recente