סוללת 'מצב מוצק' עם צפיפות אנרגיה פורצת דרך שתושק בעוד כשנתיים, תאפשר הוספת טווח נסיעה של כמעט 1,000 קילומטרים (600 מייל) תוך 9 דקות טעינה ותשרוד 20 שנות שימוש. זאת גולת הכותרת שחשפה יצרנית האלקטרוניקה הדרום קוריאנית סמסונג בכנס SNE Battery Day 2024 שנערך בשבוע שעבר בסיאול.
אנשי סמסונג מבטיחים שלא מדובר בהבטחה בעלמא או תוכנית לעשור הבא אלא בטכנולוגיית סוללות שתוכנס לייצור סדרתי תוך מעט יותר משנתיים, במהלך שנת 2027, אם כי בשלב ראשון בשוק ה"סופר פרימיום" של מכוניות חשמליות יקרות.
כדי לחזק את התחושה שמדובר בסוללה שנמצאת בהישג יד, ולא בעוד כותרת שמופרחת באוויר, מדגישים אנשי סמסונג שכבר בשנה שעברה הם הקימו במרכז המו"פ שלהם בעיר סוון (Suwon) מערך פיילוט מושלם לייצור סוללות מצב מוצק כאלה. מערך זה, לדבריהם, מאגד את כלל תוכניות הפיתוח, הקמת קווי ייצור, השקת פרויקטים עם יצרניות מארזים ויצרניות רכב, וניהול שרשרת האספקה. לדבריהם, הפיילוט פועל כעת בתפוקה מלאה.
יתרה מכך: לדברי אנשי החברה – סדרות טרום ייצור ראשונות של הסוללה החדשה שלהם נמסרו כבר למספר יצרניות מארזי סוללות ויצרניות רכב חשמלי לצורך בדיקות וניסויים, והם בודקים את התאים האלה מזה כחצי שנה. בסמסונג לא מסרו באילו חברות מדובר, אך אמרו ש"כבר מסוף השנה שעברה ועד לתחילת השנה הנוכחית סיפקנו דוגמאות ללקוחות ואנחנו מקבלים משוב חיובי".
אנשי סמסונג הכריזו שפריצת הדרך בטכנולוגיית ה'מצב מוצק' שלהם נוגעת בעיקר לכימיה של הסוללה, ולאפשרות של סוללה לאגור אנרגיה בצפיפות כמעט כפולה מזו של רבות מן הסוללות החשמליות הסדרתיות שמוכרות לנו: 500 ואט שעה לקילוגרם סוללה במקום כ-270 Wh/kg.
הגביע הקדוש
כמעט כל יצרניות הסוללות מתאמצות לפתח טכנולוגיות "מצב מוצק" או "מצב חצי מוצק" שבו האלקטרוליט בסוללה לא נוזלי אלא נמצא במצב של ג'ל או אפילו חומר יותר קשה – וזאת כדי להגדיל את צפיפות האנרגיה, לשפר את הבטיחות, לצמצם את המשקל ואת נפח הסוללה, ולהפחית חום שנוצר בעת טעינה.
עד היום, אחת הבעיות המשמעותיות שמנעו פריצת דרך בטכנולוגיית מצב מוצק הייתה המחיר שלהן, ועד לפני שנים אחדות טענו אנשי CATL – יצרנית הסוללות הגדולה בעולם – שטכנולוגיה כזאת לא תהיה מסחרית לפני סוף העשור. בשנתיים האחרונות שינתה גם CATL את הגישה שלה וכעת היא כבר מבטיחה שיעור חדירה של 1% לסוללות מצב מוצק בשנת 2027.
יצרנית הרכב הסינית 'ניו' מציעה כבר כעת ב-ET9 מארז סוללות עם אלקטרוליט "חצי מוצק" ותכולת אנרגיה של 150 קילוואט שעה, והבטחה לתוספת טווח של יותר מ-650 קילומטרים בטעינה מהירה. אפילו טויוטה, שלא מיהרה להכניס ראש לעולם הרכב החשמלי, הבטיחה להתחיל בייצור המוני של סוללות מצב מוצק בשנת 2027, ולהשיק אותה בכלי רכב חשמלים תחת מותג היוקרה שלה, לקסוס.
במקביל, כל יצרניות הסוללות מתאמצות להגדיל את מספר מחזורי הטעינה של כל סוללה ולהאריך את תוחלת החיים שלה. CATL, כמו גם מספר יצרניות אחרות, הכריזו כבר על סוללות עם תוחלת חיים של בין 15 ל-20 שנים, או – בכינוי אחר שלהן – "סוללות מיליון מייל", ועל הרקע הזה צריך לקבל את ההכרזה החשובה הנוספת של אנשי סמסונג לפיה הסוללות החדשות שלה יחזיקו מעמד 20 שנים.
חשוב להדגיש: עמידות לאורך 20 שנות שימוש מייצגת אורך חיים יותר מכפול מזה של רוב הסוללות הסדרתיות שמוצעות כיום בכלי רכב חשמליים, והגדלת אורך חיי הסוללה למה שמקובל כיום ככל אורך חיי הרכב (לכל הפחות 15 שנים) – תסייע מאוד לחזק את ערך המכירה של מכוניות חשמליות משומשות ולבסס את שוק המשומשות שלהן.
האותיות הקטנות
חשוב להדגיש שכאשר אנשי סמסונג מדברים על תוספת טווח של 965.4 קילומטרים תוך 9 דקות הם מתכוונים, בסבירות רבה לטעינת סוללה מ-10% או 20% ל-80% ולא לתכולה מלאה שלה, ומכך נגזר גם שמדובר בסוללות עם תכולת אנרגיה גדולה, אבל בתכל'ס זה ממש לא משנה.
בעולם שבו תהיה זמינות גבוהה של עמדות טעינה בכלל, ועמדות ציבוריות מהירות בפרט, מה שחשוב לבעלי רכב ולנהגים זאת תוספת הטווח שהם יקבלו בכל טעינה ביחס למשך הטעינה. תוספת טווח של 1,000 קילומטרים בתוך פרק זמן של פחות מ-10 דקות מצמצמת מאוד את הפער בין תדלוק רכב בדלק לבין טעינת רכב חשמלי.
בעיה יותר משמעותית, שנמצאת לכאורה מעבר לתחומי האחריות והיכולת של סמסונג, היא זמינות נמוכה של תשתית טעינה אולטרה-מהירה. סמסונג לא תהיה יצרנית הסוללות הראשונה שתציע סוללות שיכולות לעמוד בקצבי טעינה של 5C או 6C, כלומר 480 ואפילו 600 קילוואט, אבל לספקיות הטעינה ברחבי העולם אין עדיין מספיק לקוחות שיעודדו אותן להשקיע בהצבת עמדות כאלה. כדי לשנות אתה משוואה הזאת, כמו בתחומים רבים של טכנולוגיית ינוקא, נדרשת תמיכה ממשלתית.
עממיקו
במקביל לסוללות מצב מוצק יקרות לפלחי ה"סופר פרימיום" מבטיחים הקוריאנים לשפר את מצבם ומעמדם גם בשוק המסה, וזאת בעזרת קו חדש של סוללות ליתיום ברזל פוספט (LFP), וכן סוללות "מצב חצי מוצק" פשוטות יותר.
בנוסף, החברה מפתחת סוללות ליתיום-ניקל-קובלט-תחמוצת אלומיניום (NCA) שחומר הקתודה שלהן עשוי, תחזיקו חזק, מסגסוגות של ליתיום, ניקל, קובלט ואלומיניום, ובנוסף לכל אלה הקוריאנים מבטיחים שהם מפתחים גם סוללות נטולות קובלט, כמו גם שיטת ייצור חדשה של "אלקטרודות יבשות".
בכל התחומים האלה מדווחים הקוריאנים על שיפור שהם השיגו בשיטות הייצור של אלקטרודות יבשות, ובהפחתת מחיר משמעותית שתאפשר להם להיות יותר תחרותיים ביחס ליצרניות הסיניות המובילות.
סמסונג פרסמה לא מכבר את "מפת הדרכים" שלה בדרך לייצור המוני של "סוללת מצב מוצק" (ASB) עם צפיפות אנרגיה של 900 וואט שעה לק"ג. החברה גם ניצלה את ההזדמנות כדי להציג את טכנולוגיית No Thermal Propagation שלה, תכונה בטיחותית המונעת התפשטות של בריחה תרמית במקרה של שריפה או פגיעה, על ידי פליטת גז בטמפרטורה גבוהה דרך פתח אוורור שנבנה בתאים.
לקריאה נוספת:
המרוץ אל טעינה סופר מהירה: מתי נוכל לטעון רכב חשמלי תוך חמש דקות?
