Doorbraak in droge cellen van Samsung zorgt voor goedkopere solid-state batterijen

Samsung zal de droog productiemethode die Tesla aanprees als een manier om de batterijkosten met de helft te verlagen, toepassen op zijn nieuwe solid-state batterijen.

Het doel is om de grootste hindernis voor de massale invoering van solid-state batterijen voor elektrische voertuigen te verlagen, namelijk de productiekosten, aangezien Samsung ernaar streeft om ze in 2027 op de markt te brengen.

Toevallig is dat wanneer zowel Toyota en 's werelds grootste batterijfabrikant CATL ook met de massaproductie van solid-state batterijen zullen beginnen.

Als Samsung de droge-elektrodeproductiemethode die Tesla nu aan het opschaalt voor goedkopere productie van de 4680 accu's van de Cybertruck, kan het kostenvoordelen realiseren en het script omdraaien ten opzichte van de Chinese giganten wanneer de superieure chemische samenstelling van de accu's massaal in elektrische voertuigen wordt geïnstalleerd.

De specificaties van de solid-state batterijen van Samsung behoren al tot de beste in de industrie, met een potentiële energiedichtheid van 500 Wh/kg. Vanwege de inherente voordelen van de solid-state batterijtechnologie, heeft Samsung een 9 minuten oplaadtijd en 600 mijl op een lading uit een pakket met de voetafdruk van de huidige EV-batterijen.

Wat echter nog belangrijker is, is dat Samsung zich richt op de productiekosten van solid-state batterijen, iets wat in eerste instantie ervoor zorgde dat CATL er aanvankelijk voor zorgde dat ze niet eerder dan 2030 op de markt zouden komen. De grootste batterijfabrikant is sindsdien bijgedraaid, erkent hoe snel het veld vooruitgaat en zegt dat zijn eigen solid-state batterijprogramma in 2027 klaar zal zijn voor massaproductie.

Samsung zet in op twee baanbrekende productiemethoden om de kosten voor solid-state batterijen te verlagen. De eerste is rolpersen, een procedure waarbij het omslachtige afdichten van de cel met de zogenaamde Warm Istactic Press-techniek niet nodig is voordat er 600 MPa hoge-temperatuurdruk onder water wordt toegepast om de elektrode- en elektrolytmaterialen tot een vaste stof te smelten.

Samsung heeft nu in detail een vervezelingsproces beschreven dat het niet alleen toepast op de productie van zijn pilot-lijn voor solid-state batterijen, maar ook op zijn conventionele batterijen, zodat deze veel goedkoper kunnen worden geproduceerd.

Samsung beschouwt het bindmiddel als het belangrijkste verschil tussen de energie-efficiëntere droge elektrode-methode en de gebruikelijke natte productie waarbij de elektroden worden gecoat met behulp van giftige oplosmiddelen en daarna in enorme ovens worden gebakken om op te drogen.

Het Teflon bindmiddel van Samsung is berekend om uit te rekken onder de kracht en druk van de rolpersmethode, waardoor een"laag wordt gevormddie het geleidende materiaal en het actieve materiaal ondersteunt" De resulterende scheidingslaag is dus sterker en gelijkmatig verdeeld, en voorkomt dat de elektroden en de vaste elektrolyt direct met elkaar in contact komen, terwijl er toch een vrije stroom van lading tussen hen mogelijk is.

Tesla doet iets soortgelijks met zijn productiemethode voor droge kathodeaccu's, maar moet dergelijke cellen nog op schaal produceren om de tweede generatie accu's te vervangen 4680 accu met 15% hogere energiedichtheid die in de Cybertruck wordt gebruikt, goedkoop te vervangen.