Ekkor kezdődhet meg a szilárdtest-akkumuátorok tömeggyártása

Már gigawattórás nagyságrendű gyártási kapacitás van kiépülőben a szilárdtest-akkumulátorok számára – írtuk bő két évvel ezelőtt. Persze gyártósorokat építeni, a terméket és a gyártási folyamatokat csiszolgatni, illetve mintapéldányokat előállítani egy dolog, sorozatgyártásba vinni egy megbízható minőségű és elfogadható árral rendelkező akkumulátort meg egy másik, sokkal nehezebb dolog.

Pedig a technológia megjelenését nemcsak az autóipar, hanem az energiatárolásban és az elektronikai eszközökben utazó vállalatok is nagyon várják már. Míg azonban a valódi szilárdtest-akkumulátorok körüli felhajtás az utóbbi években némileg alábbhagyott, és a technológia elterjedése a vártnál hosszabb időt vesz igénybe, a szilárd és folyékony elektrolitot egyaránt alkalmazó félig szilárdtest-akkumulátorok előrébb tartanak a kereskedelmi forgalomba hozatal felé tartó úton.

A TrendForce legfrissebb jelentése szerint azonban a világ nagy gyártói – például a Toyota, a Nissan és a Samsung SDI – már megkezdték a teljesen szilárdtest-akkumulátorok kísérleti gyártását is. Becslésük szerint a termelési volumen 2027-re érheti majd el a GWh-s szintet, miközben ezek a vállalatok egymással versenyeznek a piaci pozíciókért.

A technológia évtizedek óta ígéri a biztonság és az energiasűrűség javulását, ám eddig nem tudott kézzelfogható sikereket elérni. A magas előállítási költségek, a bonyolult gyártási folyamatok és a kiforrott ellátási lánc hiánya hátráltatta a bevezetést.

Időközben a félig szilárd halmazállapotú akkumulátorok már kereskedelmi forgalomba kerültek, és elektromos járművekben jelenleg is alkalmazzák őket. A TrendForce szerint mára GWh-s nagyságrendű telepítést értek el, és a cellák energiasűrűsége 300-360 Wh/kg között mozog.

A félig szilárdtest-akkumulátorok kezdeti ára meghaladja a 140 $/kWh-t a kis gyártási lépték és a gyártási technológiák viszonylagos fejletlensége miatt. A tajvani székhelyű elemző cég várakozásai szerint a gyártási mennyiség növelésével és a technológia fejlődésével a félig szilárd halmazállapotú akkumulátorok költsége 2035-re 56 $/kWh alá csökkenhet – egy NMC akkupakk 2024 októberében kilowattóránként 80 dollárba, egy LFP pakk pedig 65 dollárba került az adataik szerint.

A sárga szín már a tömeggyártás indulásának tervezett időpontját jelöli. Persze csúszások garantáltan lesznek még, de már látszik a fény az alagút végén. Kép: TrendForce

A teljesen szilárdtest-akkumulátorok egyelőre a mintapéldányoktól a sorozatgyártás felé haladnak, és várhatóan szintén magas termelési költségekkel fognak rendelkezni a korai szakaszban. A TrendForce előrejelzése szerint 2030-ra, ha a teljesen szilárdtest-akkumulátoros alkalmazások nagyságrendje meghaladja a 10 GWh-t, a cellák ára valószínűleg 140 $/kWh körüli szintre csökken. 2035-re a cellák ára gyors, nagymértékű piaci bővülés esetén tovább csökkenhet a 84-100 $/kWh közötti sávba.

Ma háromféle szilárdtest-akkumulátor létezik, amelyek különböző típusú elektrolitokon alapulnak, és mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. A polimer alapú szilárdtest-akkumulátorok viszonylag érettek, és Európa egyes részein már kereskedelmi forgalomba is kerültek. A francia Blue Solutions vállalat például már gyárt ilyen szilárdtest-akkumulátorokat a Daimler elektromos buszai számára, az akkumulátorok ezen osztálya azonban még mindig kihívásokkal küzd az ionvezetés tekintetében.

Az oxid alapú elektrolitok a szilárdtest-akkumulátorok kémiailag legstabilabb osztályaként ismertek, de nehezen gyárthatók. Az elektrolit és a katód/anód aktív anyagok közötti „szilárd-szilárd” kapcsolat nagyobb belső ellenálláshoz vezet.

A szulfid alapú szilárdtest-akkumulátorok különösen nagy potenciált mutatnak ionos vezetőképességük miatt, amely a legközelebb áll a folyékony elektrolitokéhoz, sőt meg is haladhatja azt. A szilárdtest-akkumulátorok ezen osztályát a legnagyobb fejlesztők, köztük a Toyota, a Samsung SDI, az LGES, az SK On, a CATL és a BYD kutatják. Ez a kémia azonban instabil a levegőn és nagyon érzékeny a nedvességre, ami bonyolítja a gyártási folyamatot, és potenciálisan H₂S-gázt szabadít fel, amely mérgező és gyúlékony.

A TrendForce véleménye a szilárdtest-akkumulátor technológia fejlődéséről óvatos, de optimista. „Bár az olyan kulcsfontosságú teljesítménymutatók, mint a töltési-kisütési sebesség és a ciklus élettartama még nem érték el a kereskedelmi szabványokat – és a jelenlegi költségek továbbra sem versenyképesek a folyékony li-ion akkumulátorokkal –, az állami támogatásoknak és a tőkebefektetéseknek köszönhetően a gyártás felfutásával a szilárdtest-akkumulátorok költségei jelentősen javulni fognak” – állítják az elemzők.

8 és fél perc alatt tölthető szilárdtest-akkumulátor debütált a Párizsi Autószalonon

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.