Goedkopere solid-state batterij met polymeerelektrolyt gaat in productie nu Sunwoda een potentiële energiedichtheid van 700 Wh/kg laat zien

Sunwoda, een van de vijf grootste celproducenten in China, start dit jaar met de massaproductie van solid-state batterijen vanaf een proeflijn, met een capaciteitsuitbreiding in 2026.

De eerste generatie polymeerelektrolyt van het bedrijf heeft geresulteerd in een productieklare solid-state batterij met een energiedichtheid van 400 Wh/kg. Dit is bijna een verdubbeling van de gemiddelde energiedichtheid van bestaande accu's met vloeibare elektrolyt in massa-elektrische voertuigen of energiecentrales zoals de nieuwe Anker Solix die bij Amazon met 50% korting te koop is, maar Sunwoda's andere prestatie zijn de kosten.

Batterijen met solid-state technologie mogen dan wel een hogere capaciteit hebben en inherent veiliger zijn dankzij het ontbreken van vluchtige vloeibare elektrolyt, maar ze zijn nog steeds vrij duur om in lagere volumes te maken. Bij de aankondiging van de 400 Wh/kg solid-state batterij zei Sunwoda echter dat het in staat zal zijn om deze in massa te produceren tegen kosten die vergelijkbaar zijn met die van halfvaste accu's met 5% vloeibaar en 95% vast elektrolyt.

Deze worden als overbruggingstechnologie gebruikt door autofabrikanten zoals NIO, wiens 150 kWh pakket de ET7 sedan meer dan 650 mijl kan afleggen tussen twee oplaadbeurten. De grootste batterijfabrikant ter wereld CATL heeft ook gezegd dat halfvaste batterijen een goede prijs-kwaliteitverhouding hebben, dus als Sunwoda's volledig uit vaste stoffen bestaande batterij evenveel kost als deze, zullen autofabrikanten daar zeker nota van nemen.

Naast de productieklare solid-state batterij met een energiedichtheid van 400 Wh/kg, heeft China's top vijf celfabrikant al een prototype gemaakt van een batterij met 520 Wh/kg, net als Toyota, CATL of Samsung. De 3D-composietanode helpt bij de ionenoverdracht, terwijl een laag met minuscule belletjes die interfacereparatiemiddel bevatten de interfasefilm van vaste elektrolyt fixeert en de groei van dendrieten voorkomt om hun destructieve neveneffecten te onderdrukken. Deze batterij zal rond 2027 in productie gaan, wanneer de meeste andere producenten van solid-state batterijen ook met hun eigen massaproductieproces zullen beginnen.

Tegen die tijd verwacht Sunwoda echter 700 Wh/kg energiedichtheid te hebben bereikt met verschillende prototypes, dankzij de eigen polymeer elektrolyttechnologie. De energiedichtheid van de solid-state batterij record was tot nu toe in handen van China's grootste auto-exporteur Chery. Dit bedrijf kondigde onlangs aan dat het in 2027 voertuigen op de weg zal hebben met een solid-state batterij van 600 Wh/kg, waarbij het gebruik maakt van dezelfde polymeerelektrolyt-benadering.

Sunwoda's solid-state batterij heeft een kathodeporositeit van slechts 5%, oftewel vijf keer minder dan gebruikelijk, maar de ionengeleiding is drie keer zo hoog. De"nanogestructureerde anode met hogeentropie" heeft zeven keer de capaciteit van grafietanodes en heeft een dubbele levensduur. Het samengestelde polymeer-elektrolytmembraan van Sunwoda bevordert de ionengeleiding aanzienlijk, maar is ook elastisch en duurzaam. De coating van de celinterface is ook flexibel en vertoont"een hoge ionengeleiding, sterke hechting, hoge vervormbaarheid en zelfherstellend vermogen", aldus Sunwoda. De resulterende 20 Ah cellen hebben een levensduur van 1.200 levenscycli en hebben de nagelpenetratietest en de 200°C hete-doos veiligheidstest al doorstaan.

De veelbelovende technologie wordt ook voortdurend verder ontwikkeld in laboratoria, zoals de Chinese Academie van Wetenschappen onlangs een flexibele solid-state accu prototype met polymeer elektrolyt dat een tot 86% hogere energiedichtheid heeft dan de huidige productieklare solid-state accu's die variëren van 350 Wh/kg tot 400 Wh/kg, afhankelijk van de fabrikant.

De 500 Wh/kg solid-state batterijen, waarvan eerder gedacht werd dat het de theoretische limiet van de huidige technologie was, worden al getest in prototypevoertuigen zoals de Mercedes EQS die afleggen maar hun massaproductie is pas gepland voor 2027 en in kleine hoeveelheden voor premiumvoertuigen hoogwaardige elektrische voertuigen.