Nyakunkon az akkumulátorok új korszaka

Az elektromos autók legdrágább, legtöbbet említett alkatrésze az akkumulátor, ezért ezek olcsóbbá tételére, könnyítésére és kapacitásuk növelésére hatalmas erőfeszítések zajlanak. Kutatók számos anyaggal kísérleteznek, és kulcsszerephez jut a szilícium.

Egy nemrég rendezett elektrifikációs csúcstalálkozón autóipari akkumulátorfejlesztő szakértők és feltörekvő startup cégek egyetértve kimondták, a forradalmi szilárdtest-akkumulátorok technológiája már ebben az évtizedben meghatározó lesz az autóiparban. Az SAE International illetékes elnöke, Bob Galyen elmondta, a szilárdtest technológia legfőbb előnyei autókban alkalmazva, hogy nem tartalmaznak gyúlékony, szerves vegyületeket, illetve akkor is működőképesek maradnak, ha egy-egy cella megsérül.

Alternatív anyagok használatával kiküszöbölhető a grafit használata anódként, így jelentősen növelhető az energiasűrűség – 350 wattóra is kihozható lesz egy kilogrammnyi cellából az elektromos autókban. Az új technológia által tömeg- és térfogatcsökkenés is várható, a töltési idők jelentősen rövidülnek, a hatótáv pedig nő, miközben sokkal egyszerűbbé válik az akkumulátor hőszabályzása.

Galyen a következő történelmi erejű mérnöki újításnak látja a szilárdtest-technológiát az akkumulátorok világában, de hozzátette, tíz éven belül még nem várható annak bemutatkozása az elektromos autókban. Az SAE International társszervezésében megvalósuló elektrifikációs és akkumulátortechnológiai csúcstalálkozón részt vevő, tapasztalt startup cégek egyetértenek Galyen várakozásaival. Szerintük a kulcs a lítiumion-technológia fejlesztéséhez az alternatív anyagok kikísérletezése.
A szilícium térnyerése

A lítiumion akkumulátorok anódjai idáig jellemzően szénből készültek. Léteznek azonban jobb alternatívák, ilyen például a szilícium vagy a lítium. A StoreDot vállalat már szabadalmaztatott egy túlnyomó részt szilíciumból készült anódot tartalmazó, de még hagyományos, folyadék elektrolitos lítiumion akkumulátort. Az extrém gyors töltést ígérő, XFC névre hallgató termék a meglévő gyártósorokon is készülhet, a prototípusok gyártásában pedig egy megállapodás szerint a kínai Eve Energy segít, a közös tömeggyártást is kilátásba helyezve. A csúcstalálkozón a StoreDot vezérigazgatója, Doron Myersdorf elmondta, a 70 százalék szilíciumtartalmú anóddal készülő XFC akkumulátor egy újabb lépés a szilárdtestes jövő felé. Myersdorf magyarázata szerint egy szilíciumatom négy lítiumatomot tud megkötni, míg szénatomból hat kell egyetlen lítiumatom megkötéséhez. Ebből adódik a nagyobb energiasűrűség, ami az elektromos autók töltésének sebességében is meglátszik majd – akár 40 kilométernyi hatótáv is betölthető lesz percenként, ami jelentősen növelheti az elektromos autók népszerűségét. Egyelőre csak laboratóriumi sikerek fűződnek a szilárdtest-akkumulátorokhoz, a StoreDot 2028-ra tervezi sajátját piacra dobni.

Nagy eséllyel költségcsökkenéssel is jár a szilícium anódok alkalmazása Surya Moganty, a Sionic Energy technológiai vezetője szerint, ami az elektromos autózás elfogadtatásának egyik fontos kelléke. A cég által kínált, 60 százalék szilíciumot tartalmazó anódokkal gyártott akkumulátor 35 százalékkal olcsóbb és 27 százalékkal könnyebb, mintha hagyományos módszerekkel készült volna, energiasűrűsége pedig nagyobb. Elektromos autókba szerelve 33 százalékkal nagyobb hatótávot jelent, 12 százalékkal olcsóbban. Az eredményekhez a Sionic saját elektrolitja is hozzájárul.
Anód nélkül is működik

A Volkswagennel is együttműködő QuantumScape technológiai vezetője beszámolt cége anód nélküli, kilogrammonként csaknem 1000 wattórás kapacitású, lítiumion akkumulátorának fejlesztéséről. Anód tiszta lítiumból, csak töltéskor képződik, így a cellák sokkal kisebb helyen elférnek, energiasűrűségük pedig nő. Timothy Holme kiemelte a 15 perces gyorstöltés lehetőségét, valamint az akár -30 fokos hidegben mutatott teljesítményt. Hasonlóan számolt be a StoreDot is saját anódmentes akkumulátora kapcsán. Ugyan a gyárthatóságon még javában dolgozik a QuantumScape, már jóval a versenytársak előtt, 2024-ben piacra tervezik dobni a szilárdtestes technológiát. Még sok fejlesztésre van szükség, a cég jelenleg 100-200 ezer prototípus készítésén dolgozik, tömeggyártási infrastruktúrával. A végső cél évi 20 gigawattórányi cellakapacitás legyártása — áll a SAE International írásában.

autopro.hu