Toyota kunngjorde nylig at de har signert en samarbeidsavtale med japanske Sumitomo Metal Mining for å masseprodusere katodematerialer som kreves for hel-faststoffbatterier (SSB-er).
I motsetning til dagens batteriteknologi, som bruker en flytende elektrolytt, erstatter faststoffteknologi denne væsken med et fast materiale. I teorien betyr dette mindre batterier med høyere effekt, raskere lading og lengre levetid. Teknologien er utvilsomt lovende – men vil Toyota virkelig være først?
«Faststoffbatterier har lenge vært det klare målet for batteriutviklere, og mange hevder at det er den hellige gral», forklarer Brian Barnet, teknisk direktør i hurtiglade- og batteriteknologiselskapet Nyobolt.
«Det er tydelig at den nyeste generasjonen forskning, basert på noen få keramiske materialfamilier, har gjort store fremskritt. Vi ser nå de første demonstrasjonene av batterier som ser ut til å være basert på disse materialene», legger han til.
Påstanden: Toyota vil være først med solid-state elbiler
Den japanske bilprodusenten, som lenge har vært forsiktig med ren elektrisk drift og for øyeblikket bare tilbyr bZ4X og noen elektriske versjoner av sin varebil Proace utenfor Japan, hevder at de vil være de første til å markedsføre elbiler som bruker solid-state-batterier – med planlagte lanseringer i 2027 eller 2028.
Ifølge Toyota har selskapet drevet felles forskning med Sumitomo Metal Mining på katodematerialer for faststoffbatterier siden 2021. Sammen har de nå gjort et gjennombrudd takket være Sumitomos egen pulversynteseteknologi.
Dette nye katodematerialet beskrives som «svært slitesterkt» og mulig å masseprodusere, selv om Toyota sier at samarbeidet vil fortsette å forbedre ytelse, kvalitet og sikkerhet, samt senke produksjonskostnadene.
Ifølge Toyota og Sumitomo vil disse fremskrittene bane vei for verdens første praktiske bruk av faststoffbatterier i elbiler i nær fremtid.
Realiteten: flere bilprodusenter jager det samme målet
Kina har vært i forkant av elbilteknologi i over et tiår, og landets to største batteriprodusenter, CATL og BYD, jobber selvsagt også med faststoff-løsninger.
Ifølge en rapport fra China Central Television (via Electrek) har flere universiteter og forskningsinstitutter i Kina gjort betydelige fremskritt de siste månedene. De hevder at disse fremskrittene vil muliggjøre faststoffbatterier med en rekkevidde på over 1000 kilometer på én lading.
Forskerne har angivelig funnet flere løsninger på de velkjente elektrolyttproblemene som så langt har bremset utviklingen.
Selv om en solid katode er avgjørende, krever teknologien også en solid elektrolytt. Derfor har Toyota inngått et samarbeid med det japanske oljeselskapet Idemitsu Kosan for å utvikle en litiumsulfidbasert fast elektrolytt, som de håper vil fremskynde lanseringen av selskapets neste generasjons elbiler.
I mellomtiden har Kinas SAIC MG allerede tatt et skritt fremover ved å lansere den første masseproduserte bilen med et semi-fastsoffbatteri, i den nyeste MG 4-modellen.
Selv om den ikke bruker en fullstendig fast elektrolytt, er den basert på en gelbasert teknologi som tilbyr lignende fordeler, men som kan produseres både billigere og i større volum enn dagens faststoffalternativer.
Også Mercedes-Benz driver utviklingen fremover med sin egen batteriteknologi, som allerede er demonstrert i en prototype av EQS-modellen – en bil som imponerende nok har oppnådd en rekkevidde på over 1200 kilometer på én lading.
BMWs faststoff-prototype basert på i7 avslørte tidligere i år en av de mest imponerende energitetthetene hittil, på 390 Wh/kg – og overgikk dermed de 360 Wh/kg som kinesiske Nio oppnådde med sin nåværende semi-solid-state-teknologi.
Ettersom mange av kjøretøyene som er nevnt fortsatt i utviklingsfasen, er det vanskelig å si hvem som faktisk vil være den første til å masseprodusere en fullstendig faststoff-batteripakke samtidig som den blir økonomisk levedyktig.
«Teknologien utvikler seg, men oppskalering fra pilotlinjer til enda tusenvis av batteripakker per år er fortsatt den største flaskehalsen», sier Dr. Kieran O’Regan, Chief Growth Officer hos About:Energy.
«Selskaper som QuantumScape, støttet av Volkswagen, har vist lovende prototyper, men steget fra laboratoriebygde celler til bilpakker i millionvis viser seg å være både tregere og dyrere enn forventet», legger han til.
Det er derfor mulig at Toyota blir den første til å lansere en masseprodusert elbil med et faststoffbatteri allerede i 2027, men produksjonsutfordringer kan fortsatt forsinke prosessen – og Toyota er langt fra alene om å sikte mot samme tidsramme.
Mercedes-Benz, BYD og CATL har også identifisert 2027 som sitt målår, mens Honda, Volkswagen og Stellantis Group offentlig har uttalt at de ikke er langt bak.
Uansett hvem som kommer først, er det mye som tyder på at de neste to til tre årene vil være avgjørende for denne såkalte «hellige gralen» innen batteriteknologi – og for alle som for tiden er frustrerte over rekkevidden og ladetidene til dagens litiumionbiler.
Videre lesning
