נכון, כבר שמענו הצהרות דומות ממספר יצרניות רכב וכמה מהן אף התחייבו שזה יקרה מוקדם יותר, אבל אף אחת מהן היא לא יצרנית הסוללות השנייה בגודלה בעולם ולא שולטת גם בכימיה של הסוללות וגם בייצור הסדרתי שלהן.

לכן, כאשר סאן הואג'ון הכריז שלשום (יום שבת האחרון) ב'פורום הפסגה השני של סין לחדשנות ופיתוח של סוללות מצב מוצק', ש-BYD כבר הורידה בשנה שעברה מקו ייצור ניסיוני תאי סוללות מצב מוצק עם תכולת אנרגיה של 60 אמפר שעה  – מובן שמדובר בפריצת דרך שחשוב לשים אליה לב.

החברה, כך הוא הבטיח, תתחיל בהדגמה בקנה מידה נרחב ובהתקנת סוללות מצב מוצק במכוניות מייצור סדרתי בשנת 2027, ותגיע לשיעור התקנה בקנה מידה גדול לאחר 2030.

אם לא די בכך – סאן צופה כי בטווח הארוך – כאשר קווי הייצור יעבדו בתפוקה מסחרית מלאה – סוללות מצב מוצק יעלו כמו סוללות עם אלקטרוליט נוזלי, וזה יהיה מחיר נמוך ממחירי הסוללות של ימינו אלה.

סאן מאמין שתקופת "הוכחת היכולת" של סוללות מצב מוצק במכוניות תהיה בין השנים 2027 עד 2029 – אז הן יותקנו בכלי רכב חשמליים ברמת מחיר בינונית עד גבוהה, ובין השנים 2030 ל-2032 יהפכו הסוללות האלה לסטנדרט גם בכלי רכב חשמליים פחות יקרים.

למרות התחזית הזאת, אנשי BYD טוענים שבגלל גורמים כמו עלות ייצור ואספקת חומרי גלם סוללות ליתיום ברזל פוספט מן הסוג ש-BYD מתמחה בו כיום לא ייעלמו מן העולם ב-15 עד 20 השנים הבאות.

עבור המשתמשים, משמעות המעבר לסוללות מצב מוצק בכלי רכב תהיה הגדלת טווח הנסיעה בזכות צפיפות אנרגיה גבוהה יותר בסוללה, ושיפור משמעותי בבטיחות הסוללה.

צפיפות האנרגיה של סוללת מצב מוצק מהדור הראשון עולה כיום על 280 Wh/kg ואילו לסוללות דור שני, כמו אלה ש-BYD מייצרת כעת, יש צפיפות אנרגיה של מעל 400 וואט-שעה לק"ג. דור שלישי של סוללות מצב מוצק צפוי להיות מושק בשנת 2027 עם צפיפות אנרגיה של 500 Wh/kg.

הדובדבן שבסוללה

חשוב להזכיר שכבר בסוף השנה שעברה הכריזו קברניטי יצרנית הרכב הסינית צ'רי שהם מפעילים בהצלחה קו ראשון מסוגו בעולם לייצור סוללות מצב מוצק בהספק שנתי של גיגה-וואט שעה. קו זה הוקם בעיר ווהו שבמחוז אנהוי במסגרת פרויקט בתמיכה ממשלתית שנקרא Anhui Anwa New Energy Co וחברת האם של צ'רי היא בעלת המניות העיקרית בו.

ההכרזה – בנובמבר אשתקד – התמקדה ביכולת הייצור של הסוללות האלה ובהקמת פארק תעשייתי ייעודי לסוללות מצב מוצק, אבל לא הגדירה תאריך יעד להתקנת סוללות כאלה בכלי רכב מייצור סדרתי.

כמעט מיותר להזכיר שסוללות מצב מוצק הן כיום "הגביע הקדוש" של תעשיית הרכב החשמלי ובמקביל ליצרניות הסוללות – ובראשן CATL, BYD וסאמסונג, גם יצרניות הרכב משקיעות סכומי עתק במחקר ופיתוח שלהן. בין היצרניות שהבטיחו לנו הבטחות בתחום הזה בולטות טויוטה, יונדאי, פולקסווגן ומרצדס, שלא לדבר על יצרניות הרכב הטכנולוגיות" בסין כמו 'ניו' ו'אקספנג'.

לקריאה נוספת:

לא תזכרו איך נראית עמדת טעינה: IM L6 החשמלית נוסעת 1002 ק"מ בין טעינות

מחירי הסוללות לרכב חשמלי יצנחו ב-26% נוספים תוך כשנה

סוללת מיליון המייל מתגלגלת בדרך למכונית החשמלית שלך

The post בקרוב במכונית החשמלית שלך: BYD כבר מייצרת סוללות מצב מוצק appeared first on TheCar.

משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע הסיני בחן ופרסם בסוף השבוע שגרסת 'שנת אור' (Light Year) של IM L6 משיגה טווח של 1,002 קילומטרים בין טעינות לפי שיטת המדידה הסינית CLTC, שהם כ-822 קילומטרים לפי תקינת WLTP.

IM Motors היא חטיבת ה'פרימיום טק' החשמלי של יצרנית הרכב הממשלתית הסינית SAIC, וגרסת 'שנת אור' של מכונית הדגל L6, שהיא הגרסה היקרה ביותר שלה, מוצעת בסין תמורת 47,600 דולר.
גרסת 'שנת אור' מצוידת באחד החידושים החשובים ביותר של היצרנית הסינית הצעירה: סוללת "מצב חצי מוצק" במארז עם תכולת אנרגיה של 123.7 קילוואט.

עבור SAIC – שמוכרת לנו בישראל בזכות המותגים MG ו'מקסוס' – לא מדובר רק בנתון תיאורטי או בגרסת קצה איזוטרית שלא קשורה לאף פעילות אחרת של הקבוצה, אלא בתצוגת תכלית חשובה של השקעה אסטרטגית שתשפיע גם על מכוניות שיוצעו בעתיד בישראל.

SAIC היא אחת המשקיעות האסטרטגיות ביצרנית הסוללות הסינית Qingtao Energy שמתמקדת בפיתוח אלקטרוליט מוצק לסוללות חשמליות, והכימיה של תאי הסוללה במארז של 'שנת אור' היא כימיית "חצי מצב מוצק" אשר בין השאר מאפשרת שליטה טובה יותר בניהול החום של הסוללה.

עד לסוף השנה שעברה השקיעה SAIC בצ'ינגטאו אנרג'י יותר מ-400 מיליון דולר והחזיקה ביותר מ-15% מן המניות שלה, וזה עושה אותה לבעלת המניות הבודדת הגדולה ביותר.

לכל הגרסאות של L6 יש מערכת חשמל במתח 800 וולט שמאפשרת טעינה מאוד מהירה, אבל למארז של 'שנת אור' יש מערכת חשמל במתח של 900 וולט. בהינתן עמדת טעינה חזקה מספיק – עם הספק של 400 קילוואט – אפשר להוסיף למארז הזה אנרגיה שמספיקה ל-400 קילומטרים נסיעה תוך 12 דקות. זה כבר מטשטש את ההבדלים בין "תדלוק" ל"חישמול".
בכל מקרה, עם טווח ריאלי של יותר מ-800 קילומטרים בין טעינות בכלל לא בטוח שהמכונית הזאת תזדקק לעמוד בתור לטעינה ציבורית.

המחיר העיקרי של מארז סוללות עם תכולת אנרגיה כל כך גדולה הוא המשקל – לטענת הסינים המארז הזה שוקל 621 קילוגרם, וזה מציב את L6 על כפות המאזניים עם 2.33 טונות שצריך לסחוב ממקום למקום. על ההנעה, אגב, אחראים שני מנועים שמספקים יחד 469 כוחות סוס.

חטיבת IM Motors היא יצרנית רכב צעירה מאוד, אבל כבר בצעדים הראשונים שלה היא מכוונת לאירופה וכבר הספיקה לעשות מספר הופעות בתערוכות אירופאיות במהלך השנה האחרונה. עם זאת, מבחינת מערך הייצור והמכירות יש לה עוד דרך לעשות: כיום היא מייצרת ומוכרת כ-10,000 מכוניות בחודש, וזה קצב ייצור דומה להיקף הייצור שלה בשנת 2023.

הגביע המוצק

לסוללות מצב חצי מוצק יש אלקטרוליט שמאפשר להפחית את נפח התא בכ-40% ואת המשקל שלו בכ-25%. בנוסף, אורך החיים של סוללות כאלה ארוך יותר עם הבטחה ל-45,000 מחזורי טעינה. האלקטרוליט המוצק למחצה לא דליק (ולכל הפחות פחות דליק), לא מתחמצן ולא נדיף, וכל זה הופך את הסוללה להרבה יותר בטוחה לשימוש ברכב.

ההשקעה האסטרטגית של SAIC בפיתוח סוללות מצב מוצק אפשרה לה להקדים את טסלה ויצרניות רכב וסוללות אחרות, אבל לא לעולם חוסן. בעוד כשנה SAIC מקווה להציג את הדור השני של סוללות מצב מוצק אבל עד אז היא תתמודד כבר מול סוללות דומות שיניעו מכוניות מתוצרת BYD, גרייטוול, צ'רי ו-GAC, וכמובן שגם CATL – יצרנית הסוללות הגדולה בעולם – תספק טכנולוגיה כזאת למגוון מיצרניות מתחרות.

לקריאה נוספת:

ההבטחה של סמסונג לסוללות רכב חשמלי: 1000 ק"מ ב-9 דקות טעינה ו-20 שנות אחריות
סוללת מיליון המייל מתגלגלת בדרך למכונית החשמלית שלך
המירוץ אל סוללת מצב מוצק, טעינה מהירה וטווח נסיעה של 1000 קילומטרים: סין מול יפן מול קוריאה, ותעשיית הרכב מול תעשיית הסוללות
טויוטה מבטיחה: אלה הטכנולוגיות שישנו את עתיד המכוניות

The post לא תזכרו איך נראית עמדת טעינה: IM L6 החשמלית נוסעת 1002 ק"מ בין טעינות appeared first on TheCar.

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:

המירוץ אל סוללת מצב מוצק, טעינה מהירה וטווח נסיעה של 1000 קילומטרים: סין מול יפן מול קוריאה, ותעשיית הרכב מול תעשיית הסוללות

סוללת ליתיום-מתכת מצב מוצק שפותחה באוניברסיטת הארוורד תאפשר טעינה סופר-מהירה ולפחות 6,000 מחזורי טעינה-פריקה

המרוץ אל טעינה סופר מהירה: מתי נוכל לטעון רכב חשמלי תוך חמש דקות?

The post ההבטחה של סמסונג לסוללות רכב חשמלי: 1000 ק"מ ב-9 דקות טעינה ו-20 שנות אחריות appeared first on TheCar.

אנשי פרנסיס חשפו את ההבטחה לסוללה החדשה שלהם (גם אם לא את הסוללה עצמה) ב"כנס שרשרת האספקה לרכב" של התאחדות יצרניות הרכב האסייתית (ASEAN) שנערך בשבוע שעבר בתאילנד. במעמד החשיפה הם הבטיחו שגרסת "מצב חצי מוצק" של הסוללה הזאת תספק גם לאחר 5,000 מחזורי טעינה או 1.6 מיליון קילומטרים כ-70% מתכולת האנרגיה המקורית שלה, או "בריאות" (SOH).

זאת ועוד: הסוללה של פרנסיס תפעל – לטענתם – ללא כל בעיה בטווח טמפרטורות של בין מינוס 30 מעלות צלזיוס ועד 65 מעלות צלזיוס.

לדברי היצרנית, הסוללה מתאימה במיוחד לכלי רכב לנוסעים ולכלי רכב מסחריים, וגם לאמצעי תחבורה אחרים כמו כלים דו ותחת גלגליים וכלי טייס כמו רחפנים ומל"טים.

תעשיית הסוללות, ובמיוחד יצרניות הסוללות המובילות, מבטיחות לנו הבטחות ברוח זו מזה מספר שנים, כך שאפשר להתייחס לנתונים האלה כאל "הגביע הקדוש" בתחום הסוללות לרכב חשמלי. אם הטכנולוגיה והמוצרים יעמדו בציפיות מדובר ב"משנה משחק" שיכחיד לחלוטין את החשש מפני "הזדקנות" של סוללות וירידת ערך מוטרפת של רכב חשמלי.

יחד עם זאת – לא מיותר להזהיר שכדאי לקחת כל הבטחה בעירבון מוגבל מפני שמידי שני וחמישי אנחנו מתבשרים על "משנה משחק" כזה או אחר בתחום הסוללות לרכב חשמלי.

הכימיה הנוכחית, עדיין לא במצב חצי מוצק, מאפשרת לכל תא בודד להבטיח 70% SOH בסביבה של 25 מעלות צלזיוס למשך 2,500 מחזורי טעינה, ו-1,500 מחזורי טעינה בטמפרטורות מזרח תיכוניות של 45 מעלות צלזיוס. לטענת היצרנית – התאים לא ניזוקים גם כאשר הם נחשפים לטמפרטורות הקיצוניות שנזכרו לעיל.

פרנסיס אנרג'י היא לא אחת מן החברות המובילות בעולם הסוללות והיא בוודאי פחות מוכרת ומוכרת מ-CATL או BYD הסיניות. החברה נוסדה בשנת 2002 על ידי ד"ר קית' קפלר וד"ר יו וואנג בקליפורניה, והיא מפעילה כיום מרכזי מחקר ופיתוח בסין, גרמניה, וארצות הברית, כמו גם שני מפעלי ייצור בערים הסיניות גאנג'ואו וג'נג'יאנג.

מרצדס-בנץ וג'ילי הן בין המשקיעות האסטרטגיות בחברה הזאת, ובסוף השנה שעברה היא השיקה את סוללת הנתרן-יון הראשונה בעולם ברכב חשמלי מייצור סדרתי. סוללת הנתרן-יון הזאת מותקנת ב-EV3 של יצרנית הרכב הסינית JMEV, והיא מספקת טווח נסיעה של 251 קילומטרים (לפי שיטת המדידה הסינית) וצפיפות אנרגיה של 140 עד 160 וואט/קילוגרם.

אנשי פרנסיס מבטיחים שבתוך פחות משנתיים תשיג סוללת הנתרן-יון שלהם צפיפות אנרגיה של בין 180-200 וואט/קילוגרם.

פרנסיס אנרג'י מחזיקה כיום בנתח השוק הגדול ביותר בשוק סוללות הליתיום עתירות הביצועים העולמי לאופנועים חשמליים, וזאת – בין השאר – ספקית הסוללות הגדולה ביותר של יצרנית האופנועים החשמליים האמריקנית 'זירו'.

לקריאה נוספת:

סוללת ליתיום-מתכת מצב מוצק שפותחה באוניברסיטת הארוורד תאפשר טעינה סופר-מהירה ולפחות 6,000 מחזורי טעינה-פריקה

דור שני לסוללות הלהב של BYD יושק עוד השנה

הבטיחה וקיימה: סוללות M3P החדשות של CATL מורידות מחיר ומגדילות טווח

The post סוללת מיליון המייל מתגלגלת בדרך למכונית החשמלית שלך appeared first on TheCar.

במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת המדעי Nature Materials חשפה קבוצת חוקרים מאוניברסיטת הרווארד את הפיתוח שלהם לסוללת ליתיום-מתכת שמאפשרת טעינת סוללה תוך 10 דקות ושורדת לפחות 6,000 מחזורי טעינה ופריקה. התרומה שלהם לאנושות: חשיפת תופעה פיזיקלית שאותה הם מכנים "חומרי אנודה רגישים להתכווצות".

עבור מי שפחות מתעניין בכימיה ובתיאוריה המדעית ורוצה את התכל'ס נאמר שהמשמעות המעשית המיידית של הגילוי הזה היא שקבוצת החוקרים קיבלה מן המשרד לפיתוח טכנולוגיה של הרווארד אישור להשתמש בטכנולוגיה שפותחה בין כותלי המוסד, והם מתכננים לעשות את זה במסגרת חברת Adden Energy אשר הוקמה בשנת 2019 על-ידי אותו צוות חוקרים בשיתוף האוניברסיטה.

חברה זאת תציג בקרוב סוללה שמבוססת על הכימיה החדשה ותתאים בגודל שלה לשימוש בטלפון חכם. הדרך בין סוללה כזאת לסוללת רכב חשמלי תלויה בעיקר במספר תאי הסוללה שאורזים במארז אחד ובמערכת הניהול של התאים האלה.

למי שכן מתעניין בכימיה ובמדע שמאחורי הדברים נאמר שפריצת הדרך של אנשי הארוורד נוגעת לתגובה בין ליתיום לבין חומרים באנודה בסוללת מצב מוצק, ומבוססת על הרגישות להתכווצות של חומרים שבאמצעותה קל יותר לשלוט בהתהוות ציפוי הליתיום על האנודה.

החשיבות הגדולה ביותר של המחקר נובעת מן השיטה החדשה שהחוקרים פיתחו לשימוש בחומרי "הגנה" על האנודה, ועל אף שהפיתוח המעשי הראשון מבוסס על סיליקון – חומר שכבר נחקר לעומק ונעשה בו שימוש בדיוק לצורך הזה – הם טוענים שהעיקרון המדעי שהם חשפו מתאים לעשרות חומרים פוטנציאליים נוספים.

המחקר מתמקד באחד האתגרים הגדולים ביותר בתחום הסוללות: 'דנדריטים' שנוצרים על פני שטח האנודה ומשתרשים לתוך האלקטרוליט. הדנדריטים, שנוצרים באופן שגרתי כאשר יוני ליתיום עוברים מהקתודה לאנודה במהלך טעינת הסוללה, מתחברים למשטח האנודה בתהליך שמכונה ציפוי, ובסופו של דבר יוצרים קצר בין הקוטב החיובי לשלילי. מה שמאפשר לדנדריטים המעצבנים האלה להכות שורש הוא משטח לא אחיד ולא הומוגני של האנודה, ומספר רב של חברות ומיזמים – בהם גם חברות ישראליות – שוקדים על פיתוח שיטות שונות להתמודדות עם התופעה הזאת.

המחקר החדש מצא שיטה לשימוש בחלקיקי סיליקון בגודל מיקרון על האנודה באופן שמונע היווצרות דנדריטים באמצעות ציפוי אחיד של שכבה עבה של מתכת ליתיום. בשיטה הזאת, כאשר יוני הליתיום נעים מהקתודה לאנודה במהלך טעינה הם נצמדים לפני השטח של חלקיק הסיליקון ולא חודרים הלאה.

התיאוריה החדשה מתאימה לטענתם גם למתכות מסוג כסף וסגסוגות של מגנזיום והתוצאה היא פיזור זרם בצורה הומוגנית, וזה מה שמאפשר את התוצאה הרצויה: אפשרות לטעינת סוללה תוך 10 דקות בלבד בתוך כדי אבטחת אורך חיים ארוך.

"סוללות עם אנודת ליתיום נחשבות לגביע הקדוש של סוללות מכיוון שיש להן קיבולת גדולה פי עשרה מזו של אנודות גרפיט, והן מגדילות באופן דרסטי את קיבולת הסוללות ואת טווח הנסיעה של כלי רכב חשמליים", מסביר פרופסור שין לי, אחד החוקרים. "המחקר שלנו מקדם צעד חשוב לקראת סוללות מצב מוצק ליישומים תעשייתיים ומסחריים… מחקרים קודמים מצאו כי חומרים אחרים, כולל כסף, יכולים לשמש כחומרים טובים באנודה עבור סוללות מצב מוצק, והמחקר שלנו מציג מנגנון אחד וגם מסלול זיהוי של חומרים חדשים לתכנון סוללות".

עבודה קבוצתית וגלובלית

ליתיום ככל הנראה תישאר מתכת מועדפת בסוללות מפני שיש לה את הפוטנציאל האלקטרוכימי הגדול ביותר במונחי יחס אנרגיה למשקל. ליונים של ליתיום יש משקל אטומי נמוך וגודל פיזי קטן אשר מאיצים את הדיפוזיה שלו, ולא במקרה נחקרת המתכת הזאת מזה 122 שנים.

סוללות ליתיום מסחריות ראשונות יוצרו בשנות השבעים, בעיקר בסוללות לא נטענות אשר עדיין נמצאות בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים עדינים. פריצות דרך חשובות שסללו את הדרך לשימוש בסוללות ליתיום-יון ברכב התרחשו במקביל בשנות ה-80, ומאז שהושקו באופן מסחרי בשנות ה-90 צנחו מחירי הסוללות האלה בכ-97%.

בשנת 1980 השתמש כימאי אמריקני לראשונה בקתודה שעשויה מתחמוצת ליתיום קובלט, ובאותה שנה גילה מדען מרוקאי, ראשיד יזאמי, את אנודת הגרפיט. הגילוי היותר מפורסם, אנודה שעשויה מננו-פחמן, פורסם שנה לאחר מכן על-ידי שני כימאים יפנים ופרץ את דרכה של סוני להשיק עשר שנים לאחר מכן סוללת ליתיום-יון נטענת מסחרית ראשונה.

המחקר החדש, של אנשי הארוורד Luhan Ye, Yang Lu, Yichao Wang ו-Jianyuan Li, הוא נדבך אחד נוסף בדרך לסוללות בטוחות יותר, שימושיות יותר, בעלות תכולת אנרגיה גבוהה יותר וכאלה ששורדות לאורך זמן.

לקריאה נוספת:

סוללות זולות לרכב חשמלי: BYD מקימה מפעל חדש וענק לייצור סוללות נתרן-יון

סטורדוט הישראלית תספק תאי סוללה לוולוו

פלטפורמת הרכב החשמלי של CATL מדגימה איך המהפכה החשמלית משנה את כללי המשחק בתעשיית הרכב

The post סוללת ליתיום-מתכת מצב מוצק שפותחה באוניברסיטת הארוורד תאפשר טעינה סופר-מהירה ולפחות 6,000 מחזורי טעינה-פריקה appeared first on TheCar.

במקביל, בארצות הברית אושרה ופורסמה בשבוע שעבר בקשת פטנט של יונדאי לתהליך יצור חדשני של סוללת 'מצב מוצק' אשר יאפשר בניית סוללות פחות יקרות ויותר בטוחות, ואלה רק שני צעדים נוספים במסע שבו צועדות כיום עשרות חברות שרוצות להשיג את "הגביע הקדוש" בתחום הסוללות לרכב חשמלי.

כפי שדיווחנו כאן לא אחת, סוללת 'מצב מוצק' היא אחת החזיתות המבטיחות בדרך אל הסוללה האידאלית אבל לא היחידה, ומה שמייחד את ה"ז'אנר" הזה הוא אלקטרוליט, כלומר חומר התווך שבו נעים יונים חשמליים בין קטבי הסוללה, שעשוי מחומר קשיח או קשיח למחצה במקום חומר נוזלי. בראיה עתידית מבטיחה הטכנולוגיה הזאת תכולת אנרגיה גבוהה שתאפשר טווחי נסיעה ארוכים, משך טעינה קצר יותר ובטיחות מרבית.

PowerCo דיווחה השבוע שתא ה'מצב המוצק' החדש השלים, כאמור, בהצלחה יותר מ-1,000 מחזורי טעינה במהלך מספר חודשי בדיקות, ולאחריהן נמצא שהוא "בקושי הזדקן" והפסיד רק כ-5% מתכולת האנרגיה המקורית שלו. לשם השוואה, המדדים הידועים כרגע בתעשייה הם אובדן של כ-20% תכולה כעבור 700 מחזורי טעינה.

קבוצת פולקסווגן הייתה אחת המשקיעות הראשונות בחברת הסטארט אפ קוואנטום ספייס והיא בעלת מניות בחברה הזאת כבר משנת 2012. כעת מבטיחים אנשי 'פאוור קו' שמדובר בתוצאות מעודדות שמבססות את הפוטנציאל של תא 'מצב מוצק' בדרכו להיות טכנולוגיה שמאפשרת תכולת אנרגיה גבוהה וטעינה מהירה ובטוחה. הם מבטיחים גם שהם עובדים בנחישות יחד עם 'קוואנטום ספייס' על תיעוש הטכנולוגיה הזאת לקראת ייצור סדרתי.

הדגש של אנשי QuantumScape, גם בהודעה שפרסמו לבעלי המניות של החברה, הוא על העמידות של הכימיה שלהם אבל באף מקום לא נזכרת צפיפות האנרגיה שלה, שהיא מדד משמעותי נוסף לשימושיות של סוללה. נכון להיום מדובר עדיין באחת מנקודות התורפה של הטכנולוגיה. לדבריהם, השלב הבא בדרך לייצור סדרתי הוא הנדסת תהליכי הייצור, וזאת בדיוק הנקודה שבה רשמו אנשי יונדאי את פריצת הדרך שלהם.

ארזתם לבד?

הפטנט של יונדאי שפורסם בשבוע שעבר על-ידי משרד הפטנטים האמריקני הוא על שיטת ייצור של סוללת 'מצב מוצק' לרכב חשמלי וליתר דיוק: שיטת הקיפול והאריזה של כל אחד מתאי הסוללה.

בתא של סוללת ליתיום-יון מצויה עם אלקטרוליט נוזלי יש מפריד פיזי שנמצא בין האלקטרודה השלילית לאלקטרודה החיובית, וכאשר מפריד זה נפגע מעיוות מבני, תקלת ייצור או פגיעה חיצונית עלול להתרחש קצר חשמלי שמגביר את סכנת ההתחממות ו"בריחה טרמית" שגורמת לשריפה או פיצוץ.

אחד היתרונות הבולטים של סולת 'מצב מוצק' טמון בשליטה בחומר האלקטרוליטי, בין השאר בכך שנמנעת דליפה של תמיסת אלקטרוליטים מתוך התא וכן בקלות העיצוב של כל תא ליחידות דקות ו"מפוסלות". הפטנט החדש של יונדאי קשור לאופן שבו מונחות ומקופלות שכבות האלקטרוליט יחד וסביב האלמנטים האחרים של כל תא, והצמצום המשמעותי של 'נקבוביות' שאופייניות לתהליכי ייצור נוכחיים.

התהליך החדש כולל גלגול ויישום שכבות חיץ בין האלקטרודה השלילית ולאלקטרודה החיובית ו"מקסום אזורי היצמדות בין-שכבתית" – מה שזה אומר. בתיאור הפטנט, למי שמתעניין, נכתב ש"ההמצאה מספקת סוללת מצב מוצק שכוללת שכבת אלקטרוליטים מוצקים מבוססי סולפיד, אלקטרודה שלילית המוגדרת לכלול שכבת חומר פעיל שלילי המוערמת על משטח ראשון של שכבת האלקטרוליטים המוצקים, ושכבת חיץ שלילית המוערמת על משטח ראשון של שכבת החומר הפעיל השלילי" (אגב, זה ממשיך וממשיך, הבאנו רק דוגמית קטנה…).

הפטנט של יונדאי הוא על עצם האריזה ותהליך הייצור של כל תא ועל שיטת ההטבעה שבה מיוצרות האלקטרודות אשר נועדה לייצר חספוס ייחודי של פני השטח של האלקטרודות, ובנוסף גם על שיטת המריחה של חומרים שונים, בהם מוליכים ומפרידים, בתוך התהליך.

אם זה לא היה מסובך מספיק עד כה אז חלק מן הפטנט מוקדש לאמצעי שיוצר לחץ איזוסטטי של נוזל בתוך כל מארז של קבוצת תאים במטרה לנהל טוב יותר את זרימת החשמל בסוללה, ובמערכת בקרה שכוללת חיישנים ומפקחת על הלחץ, המתח, ועל הטמפרטורה. ככל הנראה מדובר בנוזל קירור ובתיאור הפטנט נכתב שהלחץ התוך "מארזי" נשמר לאורך כל הזמן ללא קשר לקצב או למצב הטעינה והפריקה.

לקריאה נוספת:

המירוץ אל סוללת מצב מוצק, טעינה מהירה וטווח נסיעה של 1000 קילומטרים: סין מול יפן מול קוריאה, ותעשיית הרכב מול תעשיית הסוללות

הסוללה החדשה של סאמסונג: טעינה אולטרא-מהירה במחיר עממי

The post עוד שני צעדים לקראת סוללות מצב מוצק: פולקסווגן מבטיחה סוללת 500,000 קילומטרים ללא אובדן טווח ויונדאי חשפה פטנט על סוללה בטוחה במיוחד appeared first on TheCar.

פריצת הדרך הזאת, חשובה ככל שהיא, לא יכולה ולא תהיה התשובה היחידה של טכנולוגיות הסוללה לדרישות העולמיות לאגירת אנרגיה, ובתוך שלל התאריכים וההבטחות שנזרקים לאוויר בהקשר לטכנולוגיה הזאת צריך להבדיל בין מועד ההשקה של מוצר מסחרי כזה לבין מועדי התיעוש והסטנדרטיזציה של הטכנולוגיה הזאת. רק ייצור מסחרי בקנה מידה נרחב יבטיח שסוללות מצב מוצק יותקנו במכונית שלנו ולא רק באי אילו מכוניות שאינן רלוונטיות אלינו.

חדשות חשובות ומעניינות שנשמעו בתערוכת המכוניות של גוואנג'ו, שנפתחה בסין לפני כשבועיים, פורסמו על-ידי שתי יצרניות רכב סיניות שממוקמות בינתיים רק בשורה השנייה או השלישית של תחום הרכב החשמלי מבחינת מכירות, מגוון דגמים או פריצות דרך טכנולוגיות. זאת בדיוק הסיבה שאלה חדשות חשובות.

GAC המקומית, שכזכור עשתה אצלנו ביקור חטוף והבטיחה לחזור אלינו בעתיד בדמות חטיבת הרכב החשמלית שלה – AION, מבטיחה להיות בין יצרניות הרכב הראשונות בעולם שיציעו מכוניות מייצור סדרתי עם סוללות מצב מוצק, ושזה יקרה כבר בשנת 2026, כלומר ממש מעבר לפינה.

אנשי GAC הבטיחו שלסוללות שלהם יש צפיפות אנרגיה (ברמת התא) של 400 וואט-שעה לקילוגרם (Wh/kg), ושהן עברו כבר ניסויים מפרכים והוכיחו את היעילות שלהן גם בתנאים קיצוניים. לשם השוואה, צפיפות האנרגיה של סוללת Qilin המתקדמת של CATL הסינית – יצרנית הסוללות הגדולה ביותר בעולם – היא 255 Wh/kg (ברמת המארז). אנשי GAC הצהירו הצהרה חשובה נוספת, שתתחבר מיד עם נתונים אחרים, וסיפרו שהם שוקדים גם על הפיתוח של "מספר סוגי סוללות חדשים נוספים", ובהם סוללות נטולות קובלט ונתרן-יון. עם זאת, הם לא חשפו פרטים נוספים בקשר לכך.

בהערת אגב נזכיר ש-GAC היא אחת השותפות של טויוטה בייצור ושיווק מכוניות בסין (וגם להיפך, טויוטה, כמו הונדה, היא אחת השותפות של GAC), וזה חשוב כי טויוטה מסתמנת כאחת היצרניות ששמו להן למטרה להוביל את המירוץ אל סוללת מצב מוצק.

חשובה לא פחות העובדה ש-GAC השקיעה כבר כ-1.5 מיליארד דולר בהקמת מפעל סוללות ראשון בבעלותה המלאה, והמפעל הזה צפוי להתחיל לייצר סוללות ליתיום-יון קונבנציונליות ממש בימים אלה. לא מדובר בסתם "מפעלונצ'יק", אלא באופרציה שתגיע בשיאה לפוטנציאל ייצור שנתי של 36 גיגה-וואט שעה (GWh), וזאת כמות סוללות שיכולה לשמש ב-600,000 כלי רכב חשמליים.

במקביל, יצרנית הרכב הסינית 'צ'נגאן', החמישית בגודלה בסין ושותפתה (בין השאר) של פורד, הכריזה באותו מעמד שהיא מתכננת להגיע לשוק עם סוללת מצב מוצק כבר במהלך שנת 2027, והיא מתחייבת לצפיפות אנרגיה מרשימה (ברמת התא) של עד 500 וואט/ק"ג. צ'נגאן השקיעה כמעט 1.4 מיליארד דולר בחטיבת הסוללות החשמליות שלה ובין השאר יותר מאשר תכפיל את מספר עובדי המחקר והפיתוח מ-1,200 ל-3,000 במהלך השנה הקרובה.
החטיבה הזאת תפתח במקביל גם סוללות ליתיום-גופרית וגם "סוגי סוללות חדשים אחרים", ונדמה שהתמונה כבר מתחילה להתבהר: מי שהניעו עד היום את כל תהליכי המחקר, הפיתוח, התיעוש והייצור של סוללות בכלל ובפרט סוללות לרכב חשמלי היו יצרניות סוללות – מ'סוני', LG וסאמסונג ועד ל-CATL ו-BYD, והן נעזרו במידה רבה בספקיות משנה שלהן ובאוניברסיטאות ומכוני מחקר. אלא שאצל יצרניות הרכב "נפל אסימון", והן מבינות שסוללות לרכב חשמלי הן משאב אסטרטגי שראוי להיאבק עליו וטכנולוגיה שכדאי לשלוט בה.

הבידול בין כלי רכב חשמליים בעתיד יהיה לא רק בעיצוב, בביצועים ובפונקציות של קישוריות ובידור אלא גם בטכנולוגיית הסוללות, וזה מאד הגיוני בהתחשב בכך שהטכנולוגיה הזאת גוזרת את המחיר שלהן ואת ביצועי הטווח ומהירות הטעינה.

הגביע הקדוש

אחד הרכיבים הרגישים והבעייתיים בסוללות רכב חשמלי הוא האלקטרוליט – נוזל או ג'ל שדרכו נעים יונים בין האנודה לקתודה ובחזרה. התרכובת הכימית של האלקטרוליט משפיעה על צפיפות האנרגיה בעוד שהאפשרות ל"בריחת" אלקטרוליט מתוך התא הסגור, למשל כתוצאה של חבלה פיזית, מגדירה את רמת הסיכון שהסוללה תתלקח ותבער. סוללות מצב מוצק עמידות מאוד בפני זעזועים ולא מתלקחות גם בטמפרטורות גבוהות, וזה עושה אותן בטוחות הרבה יותר. הן גם קלות יותר ועמידות במתח גבוה יותר.

הפתרון התיאורטי למגבלות של אלקטרוליט נוזלי הוא אלקטרוליט מוצק, אלא שבין התיאוריה למציאות צריך להתגבר על מגבלות פיזיקליות כמו תנועה איטית יותר של אלקטרונים בתווך מוצק ביחס לתווך נוזלי, קושי לספק עמידות לטווח ארוך ועלויות ייצור. משך הזמן שנדרש למעבר של יונים באלקטרוליט מוצק ארוך יותר מאשר דרך חומר נוזלי וזה אומר שמשך הטעינה מתארך וגם הזמן שנדרש כדי לשחרר אנרגיה מן הסוללה.

תעשיית הסוללות נאבקת באתגרים האלה מזה יותר מעשור ומידי פעם נרשמות פריצות דרך והכרזות כאלה ואחרות. אחת ההבטחות היותר מוצקות (תרתי משמע) שנשמעו עד כה היא של טויוטה שמבטיחה כעת מסחור של הטכנולוגיה הזאת בשנת 2027. ניסאן, המתחרה הגדולה מיפן, מבטיחה הבטחה דומה עם תאריך יעד של שנת 2028, ואילו אנשי ב.מ.וו מדברים על שנת 2030.

ככל הידוע, תאריך היעד המוקדם ביותר לכלי רכב מתוצרת יצרנית מסה הוא שנת 2025, ועל המועד הזה חתומה יצרנית הרכב הסינית הממשלתית הגדולה ביותר – סאיק, שהכריזה מוקדם יותר השנה על הגדלת חלקה בחברת הסטארט-אפ הסינית 'צ'ינגטאו'. אנשי סאיק מבטיחים שלא מדובר בגימיק ובהצגת טכנולוגיה רק לשם ההצגה, אלא שהם ייצרו וימכרו בשנת 2025 לא פחות מ-100,000 כלי רכב חשמליים עם סוללות מצב מוצק.

התמקדות באלקטרוליט עצמו, וברכיבים פנימיים אחרים של תאי הסוללה, מזכירה לנו שבחזית הזאת נמצאות כמה וכמה חברות ישראליות מבטיחות כמו 'סטורדוט', 3DBattery ואחרות, כמו גם מאות מכונית מחקר וחברות קטנות וגדולות שחלקן צפויות להשיג פריצות דרך חשובות בשנים הקרובות.

למשל, חברת Koike היפנית מתמקדת בפיתוח של אלקטרוליט חד-גבישי שמבטיח להאריך משמעותית את אורך החיים של סוללת מצב מוצק, וזאת על בסיס עבודה של המכון הלאומי למדע וטכנולוגיה תעשייתיים מתקדמים ביפן (AIST). אנשי קוייקי טוענים שממש בקרוב הם יתחילו לחלק דגימות של החומר שפיתחו ליצרניות סוללות ברחבי העולם במטרה להגיע למסחור של הטכנולוגיה הזאת עוד לפני שנת 2028.

חברות אחרות מבטיחות שהפורמולות שלהן מתגברות על אתגרים רבים אחרים כמו משך הטעינה, מחיר, זמינות חומרי גלם ועוד, אבל האתגר הגדול ביותר של כל החברות האלה ושל המשקיעים הוא ייצור תעשייתי ומסחרי.

מחיר, טווח ומהירות טעינה

על אף ש"מצב מוצק" נשמע כמו פתרון אידאלי, ודאי לצורך יישומים אוטומוטיביים, צריך לשים לב שתעשיות הרכב והסוללות ממש לא ממוקדות רק בכיוון הזה. למען האמת רוב תשומת הלב ורבות מפריצות הדרך מגיעות מטכנולוגיות סוללה שמכילות אלקטרוליטים נוזליים, וחדשות לבקרים אנחנו שומעים על חומרים חדשים ושיפורים גדולים בתכולת האנרגיה של תאי סוללה, בעמידות שלהם לאורך זמן ובקיצוצי עלויות.

בכל מקרה, יצרניות הסוללות לא יושבות בחיבוק ידיים בשעה שהלקוחות שלהן מפתחות בעצמן טכנולוגיה ומתקני ייצור. יצרנית הסוללות הגדולה בעולם, CATL חשפה מוקדם יותר השנה סוג של פתרון ביניים: סוללת "מצב מוצק למחצה" עם אלקטרוליט דמוי ג'ל והבטחה להתחלת ייצור המוני עד לסוף השנה. תחת "כוכבית" שצמודה להצהרה הזאת צריך לומר שסוללת ה"מוצק למחצה" של CATL מיועדת לתעשיית התעופה, וזו תעשייה שמסוגלת לשלם מחירים הרבה יותר גבוהים מתעשיית הרכב.

טויוטה, כזכור, כיכבה השנה בכותרות עם מפת דרכים לעידן הרכב החשמלי שעליה מסומן יעד לייצור של 3.5 מיליון כלי רכב חשמליים בכל שנה משנת 2030, ומי שהציץ במפה הזאת ודאי שם לב שסוללות מצב מוצק אמנם מופיעות עליה אבל לא לבד ולא במרכז. טויוטה, כך פורסם ביפן, תייצר בכל שנה בסוף העשור רק "כמה עשרות אלפי כלי רכב" חשמליים עם סוללות מצב מוצק, ואם התוכניות של 'סאיק' ריאליות הרי שזה יקרה הרבה אחרי שהסינים כבר ייצרו מאות אלפי מכוניות כאלה.

רוב כלי הרכב החשמליים הגדולים של טויוטה יציעו טווחי נסיעה של בין 800-1,000 קילומטרים עם סוללות קונבנציונליות יקרות יותר או פחות, ואלה ייוצרו בין השאר במפעל סוללות חדש שטויוטה הקימה בצפון קרולינה שבארה"ב וצפוי להגיע בסוף העשור לתפוקה של 30 ג'יגה-וואט שעה. בחלוקה למארזי סוללה של כ-80 קילוואט-שעה זה מספיק כדי לייצר 375,000 מכוניות חשמליות, וזה רק בארה"ב.

במילים אחרות, אחד ה"אויבים" של סוללות מצב מוצק הוא ההשקעה העצומה של תעשיות הרכב והסוללות בטכנולוגיות הזמינות יותר, אלה שעובדות כבר כרגע. המשמעות היא שגם בסוף העשור סביר שרוב רובן המכריע של מכוניות חשמליות שיוצעו באולמות התצוגה יהיו עם סוללות עם אלקטרוליט נוזלי, והשיפורים החשובים ביחס לסוללות שמוכרות לנו כרגע יושגו בעלויות ייצור, מהירויות טעינה, וצפיפות אנרגיה – וכל אלה יאריכו את טווחי הנסיעה.

ממשלת ארה"ב, כמו הממשלות באירופה ובקוריאה, הפנימה זה מכבר את הערך האסטרטגי העצום של אגירת אנרגיה וטכנולוגיית סוללות, ולכן שני הקרבות הכי מעניינים שצפויים לנו עד לסוף העשור הם ראשית לכל על ההגמוניה בטכנולוגיות סוללה ובהיקפי ייצור בין יפן, קוריאה, אירופה וארה"ב לבין סין, וקרב לא פחות מעניין בין יצרניות הסוללות לבין הלקוחות הגדולים שלהן – יצרניות הרכב.

לקריאה נוספת:

הרכב החשמלי שלנו ייטען תוך שניות בודדות

האם "סיליקון במצב מוצק" הוא פריצת הדרך הבאה בתחום הסוללות?

המרוץ אל טעינה סופר מהירה: מתי נוכל לטעון רכב חשמלי תוך חמש דקות?

CATL חשפה סוללה עם טווח של 1,000 קילומטרים. בקרוב אצלנו

הסוללה החדשה של סאמסונג: טעינה אולטרא-מהירה במחיר עממי

The post המירוץ אל סוללת מצב מוצק, טעינה מהירה וטווח נסיעה של 1000 קילומטרים: סין מול יפן מול קוריאה, ותעשיית הרכב מול תעשיית הסוללות appeared first on TheCar.

פולקסווגן חטפה לפני 7 שנים את המכה שלה עם פרשת דיזלגייט שעלתה לה בנזק מצטבר של כ-60 מיליארד דולר ופגיעה קשה במוניטין, אבל בעטה אותה להקמת מבנה ארגוני חדש ולהסתערות על תחומי הרכב החשמלי, הקישוריות, וחיזוק יכולות המו"פ העצמיות.

טויוטה, לעומתה, התבצרה עד לא מכבר באזורי הנוחות שלה וחטפה ביקורת רצינית על כך שהיא מפספסת את מהפכת הרכב החשמלי. על אף העברת מקל בין דורית שבוצעה בהנהלת החברה לאחרונה – בדירקטוריון ובקרב המשקיעים סוערות הרוחות בדרישה למהלכים משמעותיים ומהירים בשטח.

היום (ד') מכונסת בנגויה, "טויוטה סיטי", אסיפת בעלי המניות השנתית והשמועות הן שיגיעו לשם לא מעט אנשים טעונים שלא מרוצים מקצב ההתקדמות של החברה. זאת אולי הסיבה שערב האסיפה פרסמה טויוטה פרטים לגבי מפגש תדרוך טכני שנערך לאחרונה תחת הכותרת "בואו נשנה את עתיד המכוניות", בהנחיית סגן הנשיא הבכיר ומנהל הטכנולוגיות הראשי, נשיא המפעל החדש לייצור רכב חשמלי, ומי שצפוי לעמוד – החל מן החודש הבא – בראש מפעל המימן של טויוטה. הם, ואחרים, הציגו את האסטרטגיות של החברה בתחומי הסוללות, הרכב החשמלי והמימן.

אפשר וצריך להרגיע כבר בתחילת הדברים ולומר שטויוטה לבדה לא תשנה את העולם, וצריך לזכור גם שחלק מן הדברים שהוצגו אתמול הובטחו לנו כבר בעבר. אבל כאשר יצרנית הרכב הגדולה בעולם מדברת – ראוי להקשיב.
את הטכנולוגיות שטויוטה הציגה אתמול קשה לכנות "חידושים", ואולי טוב שכך, מפני שכאשר מסתכלים על התמונה הרחבה מבינים שמה שבאמת חשוב זאת תצוגת התהליכים. טויוטה אומרת שהיא נכנסת עם כל הכוח לתחום הרכב החשמלי ומהמרת על סוללות מצב מוצק, ושהיא מתמקדת בשימור היתרון היחסי שהיא מפורסמת בו בתחום ייצור רכב.

רכב חשמלי בכל הכוח

טויוטה מכרה בשנה שעברה רק כ-20 אלף כלי רכב חשמליים ברחבי העולם ומתכוונת למכור 1.5 מיליון מכוניות בשנה בשנת 2026 ו-3.5 מיליון כלי רכב חשמליים בשנה בסוף העשור. זה אומר שמכוניות חשמליות יהוו בסוף העשור הנוכחי כשליש מסך יצור הרכב של טויוטה (ובל נשכח שטויוטה פעילה מאד בעשרות מדינות עולם שלישי שיהיו האחרונות לאמץ רכב חשמלי) וכמחצית מאלה ייוצרו ביפן ב"מפעל רכב חשמלי" – חטיבה עסקית נפרדת בתוך טויוטה שהושקה בחודש שעבר. היפנים מבטיחים שבתוך פחות משלוש שנים יושק ברחבי העולם "הדור הבא של כלי רכב חשמליים", והדגש שלהם – כך מובטח – הוא על סוללות חדישות עם תכולת אנרגיה גבוהה שיציעו טווחי נסיעה של בין 1,000 ל-1,200 קילומטרים בין טעינות, ואפילו עד 1,500 קילומטרים.

"מפעל הרכב החשמלי" של טויוטה הוא לא "מפעל" במובן התעשייתי של המושג אלא "צוות הכל באחד" שמאחד את כל הפונקציות שקשורות בפיתוח וייצור רכב חשמלי גם בתוך הארגון המורכב והמסועף של טויוטה עצמה וגם בקרב ספקי המשנה ושותפים חיצוניים שלה.
אגב, חלק מן האסטרטגיה שטויוטה הציגה הוא הגברת "הפיתוח בקרב לקוחותינו", כלומר השקעה במרכזי מחקר ופיתוח ברחבי העולם – באירופה, בארה"ב, בסין ואולי גם בישראל, וזאת אסטרטגיה שהומצאה במקור על-ידי היפנים אבל גם היא יושמה באופן הרבה יותר משמעותי על-ידי הקוריאנים (יונדאי-קיה) ואחריהם על-ידי הסינים שעושים לכולם בית ספר.

באותו הקשר היפנים מצהירים שנכון להיום כבר הופנו יותר ממחצית צוות המו"פ של החברה וכמחצית מהוצאות המו"פ שלה לתחומי הפיתוח של רכב חשמלי ומימני תוך הגדלת התקציב הכולל, ושמגמה זאת תואץ בעתיד.

ממציאים מחדש את הסוללה

כרקע קצר צריך לזכור שטכנולוגיית הליתיום-יון הפופולרית כיום הומצאה בשנות ה-80 ביפן, על-ידי 'סוני', אבל היפנים העבירו נתח משמעותי מן הייצור עצמו לקוריאה ולסין. קוריאה עקפה את יפן בהיקף הייצור של סוללות כבר לפני יותר משני עשורים ומהר מאד לאחר מכן סין עקפה את קוריאה והיא שולטת כיום ביותר מ-60% מתפוקת הסוללות העולמית.

בשלוש המדינות האלה, וגם בארה"ב, מדינות אירופה ואפילו בישראל, עובדים על הדורות הבאים של סוללות ועל כימיות שונות שיתחרו ביניהן על ההגמוניה, ואחד הכיוונים החשובים (עם סוגי כימיה שונים) הוא "מצב מוצק" – סוללות שהאלקטרוליט שלהן לא נוזלי. טויוטה, יחד עם שותפים מתחומי התעשייה והאקדמיה, נאבקת מזה מספר שנים במכשולים שקיימים בפני הטכנולוגיה הזאת אבל הצהירה אתמול שהיא פיצחה את הסוד ושכבר בשנת 2027 היא תייצר בייצור סדרתי מכוניות חשמליות עם סוללות כאלה.

אנשי טויוטה מצהירים שהם התגברו על אחת הבעיות הגדולות של הטכנולוגיה – התפרקות האלקטרודות לאחר מספר קצר יחסית של מחזורי טעינה – ושהעבודה שלהם כרגע ממוקדת בפיתוח יכולות ייצור המוני. הירוקי נקאג'ימה, סגן הנשיא שאחריאי על פיתוח טכנולוגיה, אמר: "מצאנו חומר מיוחד שבאמצעותו נעמוד בקצב של שאר העולם ונעשה בו שימוש מעשי".

טויוטה, אגב, החלה לפתח סוללות מצב מוצק כבר בעשור הקודם במטרה לשלב אותן במערכות היברידיות, ועד כה רשמה כבר יותר מ-1,000 פטנטים על הטכנולוגיה שפיתחה. כעת, אם המילים יהפכו למעשים, אנחנו צפויים לראות סוללות עם תכולת אנרגיה גבוהה פי 2.4 מזאת של סוללות ליתיום-יון, והכי חשוב: אפשרות לטעון אותן בתוך פחות מ-10 דקות.

מסחור והטמעת סוללות מצב מוצק במכוניות מייצור סדרתי יבוצע בשנים 2027-2028, מפני שמה שדורש הכי הרבה זמן כעת זה תיעוש תהליך הייצור של תאי הסוללה האלה. גם כאשר סוללות מצב מוצק ייכנסו ליצור מסחרי הן יהיו כנראה יקרות מאד, ולכן אנשי טויוטה הצהירו שבשנת 2026 הם ישיקו דור חדש של סוללות ליתיום שיציעו תכולת אנרגיה גדולה יותר.

ככל הידוע, טויוטה תוסיף להתבסס על כימיה של ניקל קובלט מנגן (NCM) וגם על כימיה של ליתיום ברזל פוספט (LFP) אבל היא הצליחה לשפר את תכולת האנרגיה ואת אפשרויות הטעינה המהירה ובעיקר להוזיל את העלויות. לדבריהם, "האבולוציה הנוספת" הביאה ליצירת סוללה שמשלבת מבנה דו-קוטבי עם קתודה בעלת שיעור גבוה של ניקל אשר מגדילה את תכולת האנרגיה ב-10%, מפחיתה את העלויות ב-20% ומציעה טעינה מהירה מ-10% ל-80% תוך 20 דקות או פחות. אנשי טויוטה מבטיחים שבשנת 2026 המכוניות שלהם יצוידו בסוללות שיאפשרו טווח נסיעה של כ-1,000 קילומטרים בין טעינות.

ממציאים מחדש את הרכב החשמלי

קצת משונה לומר את זה על מי שנכנסים באחור לייצור רכב חשמלי אבל אנשי טויוטה מבטיחים שיש להם בשרוול מספר חידושים בתחומי הרכב החשמלי עצמו. הם אמנם לא נכנסים יותר מידי לפרטים אבל טוענים שהצליחו לייעל את המנועים החשמליים והמערכות האלקטרוניות סביבם כך שהם יהיו "ארוזים" במכלולים קטנים וקלים יותר, ולמרות זאת יספקו הספקים גבוהים. מדובר, לטענתם, ביחידה שכוללת את המנוע, התמסורת, ממירי המתח והסרן המניע – ואם כל זה נשמע לכם מאד דומה להצהרות של BYD כנראה ש"מוחות גדולים חושבים אותו הדבר".

במקביל, גם אופן הייצור של מרכבי רכב יהיה שונה, עם מה שהיפנים מכנים "יציקות ג'יגה" והרכבת כל רכב במבנה מודולרי חדש שמורכב משלושה רכיבים עיקריים. אז אנשי טויוטה לא מאד נדיבים ולא מסבירים מה זה אומר בתכל'ס, והרמז היחיד שהם מנדבים בינתיים הוא ש"יציקת ג'יגה תאפשר שילוב רכיבים משמעותי שתורם להוזלת עלויות פיתוח הרכב וההשקעה במפעל". OK.

מחזקים את החוזקה העיקרית

טויוטה בנתה את עצמה כיצרנית הרכב הגדולה בעולם על גבי אסטרטגיה ייחודית בתחומי הייצור והמכירות, וחלק מן התהליכים שלה נלמדים עד היום על-ידי כל יצרניות הרכב. נדבך מרכזי באסטרטגיה שהוצגה אתמול הוא חיזוק החוזקה הידועה הזאת עם פיתוחים נוספים גם בתחום תהליך הייצור התעשייתי וגם בתחום מרכבי הרכב.

מבלי לפרט יותר מידי אומרים אנשי טויוטה שבמעבר לייצור רכב חשמלי הם פיתחו תהליכי ייצור חדשים שמעצבים מחדש את קו ההרכבה. מדובר ב"פס ייצור שמניע את עצמו" – עד שלא נראה את זה בעין כנראה לא באמת נבין למה הכוונה – ובאופן כלשהו שבו המכוניות שנמצאות בייצור מניעות את עצמן במקום להיות מונעות על ידי המסוע.
כך או אחרת, כנראה שמה שיותר חשוב זה לא ה"איך" אלא ה"למה": אנשי טויוטה מבטיחים שטכנולוגיית "ייצור בהנעה עצמית" תקצר משמעותית את משך הזמן שנדרש להרכבת כל מכונית ותקצץ בחצי את עלויות ההקמה והתפעול של מפעל לייצור רכב. נשמע חסכוני.

בנוסף, טויוטה תאמץ – וזה חידוש – את טכנולוגיות ה"גיגה-פרס" שהונהגו בייצור רכב על-ידי טסלה וכיום הופכות שכיחות יותר ויותר בייצור רכב חשמלי. מדובר, בפועל, בצמצום מספר פעולות הריתוך והכיפוף באמצעות שימוש במכונות ענק לכיפוף (כבישת) מתכת ובלוחות מתכת גדולים יותר, ובייצור מספר קטן יותר של חלקי מרכב גדולים. היתרון ליצרן: קיצור זמן העבודה וייעול תהליכי הייצור. החיסרון לצרכן: כל תאונה הופכת להיות "תאונת שלדה" וקשה יותר להחליף חלקים מקומיים במרכב. האם טויוטה תלך לקיצוניות של טסלה או תבחר בנתיב שעליו מצהירה ג'נרל מוטורס של חלקי מרכב קטנים יותר? נמתין ונראה.

המימן הוא החשמל החדש

האסטרטגיה העסקית של טויוטה גרסה בעבר שמכוניות היברידיות יגשרו על פער הזמנים בין מנוע הבעירה לבין תחבורה מבוססת מימן. זה לא קרה ולא קורה, ולכן המרוץ אל הרכב החשמלי, אבל זה לא אומר שזה לא יקרה בעתיד.

טויוטה היא בין יצרניות הרכב שמובילות את הפיתוח בתחומים האלה והיא מבטיחה שבסוף העשור היא תייצר 100,000 כלי רכב מונעי מימן בכל שנה (פי 5 מסך המכוניות החשמליות שהיא ייצרה בשנה שעברה, כאמור) ושאיפה לייצר 200,000 כלים (בתלות בהזמנות שתקבל) במטרה להפחית את העלויות הכוללות ב-50%.

בחודש הבא טויוטה חונכת חטיבה חדשה בשם "מפעל המימן", וגם כאן לא מדובר במפעל אלא בחטיבה שאחראית על המו"פ והייצור של תחום המימן. הצעד המוצהר הראשון הוא "לוקליזציה של מו"פ וייצור בשווקים העיקריים", ובעברית: הקמת שותפויות ומפעלי ייצור במדינות שונות באירופה וכן בסין. היפנים מבטיחים מסחור בקנה מידה עד סוף העשור עם הפחתת עלויות של 37% כבר במערכות הדור הבא שהם צפויים להשיק בקרוב, אבל עד אז הם עוד ימכרו הרבה מאד כלי רכב היברידים והיברידים-נטענים, כי משם מגיעות כרגע רוב ההכנסות.

The post טויוטה מבטיחה: אלה הטכנולוגיות שישנו את עתיד המכוניות appeared first on TheCar.

אחת מהן, SK On, שחררה בסוף השבוע קדימון שבו היא מבטיחה להציג טכנולוגיה פורצת דרך אשר מכוונת לפלח השוק העממי. SK On, אחת החברות בקונצרן האלקטרוניקה הקוריאני הענק סאמסונג, הופרדה לפני כשנתיים מתוך חברת SK Innovation וכעת פועלת עצמאית ומתמחה בפיתוח וייצור תאי סוללה. SK On נאבקת על מקומה גם בשוק העולמי המתפתח במהירות של סוללות לרכב חשמלי.

אנשי SK On טוענים שהשלימו את כל הניסויים של אב-הטיפוס החדש ושבכוונתם להכניס אותו לייצור סדרתי מסחרי כבר במהלך השנה הנוכחית. לדבריהם, הסוללה הפריזמטית מיוחדת במהירות הטעינה המהירה שלה, ולמען הפרופורציות נזכיר ש"הסוללה המהירה במיוחד" (SF) של SK On, זו שזכתה מוקדם יותר השנה בפרס חדשנות בתערוכת האלקטרוניקה הבידורית CES 2023, מציגה ביצועי טעינה של עד 80% תוך 18 דקות. התא הפריזמטי החדש של SK On יציג – כך נטען – ביצועי מהירות עוד יותר טובים.

SK On לא מסתפקת בחידוש הזה ובמקביל לסוללה הפריזמטית מתכוונת להציג גם את סוללת ה-LFP החדשה שלה (ליתיום ברזל פוספט), גם סוללת 'מצב מוצק, וגם סוללת Cobalt Free – אשר כשמה כן היא – לא מכילה בכלל קובלט. SK On הצליחה לפתח אטת הסוללה נטולת הקובלט יותר משנה לפני תאריך היעד שהחברה הציבה לעצמה, כך נטען.

אנשי החברה מזכירים שקובלט הוא החומר היקר ביותר בסוללות ליתיום יון בטכנולוגיה הנוכחית, ושבדרך כלל קשה להיפטר מן החומר הזה מבלי לסכן את אורך החיים של הסוללה. לדבריהם, לא רק שהם פתרו את בעיית אורך החיים של הסוללה, הם גם שיפרו את צפיפות האנרגיה שלה – שגם היא נחשבה לעקב אכילס של הטכנולוגיה. בסוללות ה"Co-Free" של SK On נעשה שימוש בניקל או מנגן במקום קובלט.

הפיתוח המסקרן ביותר של SK On, למרות שהוא יוצג עדיין רק כאב-טיפוס, הוא כמובן סוללת ה'מצב מוצק' שנחשבת ל"דור הבא" של סוללות בכלל ושל רכב חשמלי בפרט.

תעשיית הסוללות בעולם נמצאת במירוץ אדיר להוזלת מחירים מחד ולא פחות חשוב – להשקת טכנולוגיות אלטרנטיביות לטכנולוגיית ליתיום-יון השכיחה כיום, ונראה שכבר במהלך 2023 נוצף במספר רב של חידושים ונחזה – כך יש לקוות – בצלילה נוספת במחיריהן של סוללות לרכב חשמלי.

לקריאה נוספת:

מלחמת הסוללות לרכב חשמלי היא בשורה מצוינת לצרכנים: צפו לירידת מחירים

לראשונה ברכב חשמלי מייצור סדרתי: סוללות נתרן-יון

רכב חשמלי: פורד תציע שני סוגי סוללות בהתאם לצרכי הלקוח

The post הסוללה החדשה של סאמסונג: טעינה אולטרא-מהירה במחיר עממי appeared first on TheCar.

הזוכים במאבק הזה מתמודדים על שוק אדיר שמתפתח במהירות וכולל את תעשיות הרכב, האלקטרוניקה והאנרגיה המתחדשת – שכל אחת מהן זקוקה לכמויות עצומות של יכולת אגירת חשמל.
על רקע זה ייתכן שהחדשות שמגיעות כעת מסין הן לא פחות מאשר דרמטיות: בשבוע שעבר נחנך בעיר קונשאן, במחוז ג'יאנגסו שבמזרח סין, קו ייצור ראשון ל"סוללות מצב מוצק" שנחשבות ל"גביע הקדוש" בתחום אגירת אנרגיה. על פי דיווחים בתקשורת הסינית הקימה את קו הייצור הזה חברת סטארט אפ סינית בשם צ'ינג טאו אנרגיה, אשר גייסה והשקיעה 144 מיליון דולר בפיתוח הסוללות ובהקמת מפעל הייצור שלהן.

בהנחה שהידיעות נכונות הרי שמדובר גם במקור עצום לגאווה סינית, היות שלא מדובר ברכישה של חברה זרה וייבוא הטכנולוגיה שלה אלא בחברה שהתפתחה מתוך מחקר של אנשי אוניברסיטת טסינגווה הסינית.
למפעל של החברה, כך לפי הדיווחים מסין, יש כרגע כושר ייצור של סוללות בקיבולת של 100 מגאווט/שעה בשנה, וכושר הייצור הזה יפותח עד ל-700 מגאווט/שעה בתוך כשנתיים. לדברי הסינים, סוללות "מצב מוצק" של החברה משיגות צפיפות אנרגיה של יותר מ-400 וואט/שעה לקילוגרם חומר, וזאת לעומת קיבולת אנרגיה ממוצעת של בין 250 ל-300 וואט/שעה לקילוגרם בסוללות ליתיום-יון המתקדמות ביותר כיום.

טכנולוגיית "סוללות מצב מוצק", כשמן כן הן, נבדלות מרוב הסוללות (הנטענות והגדולות) שמוכרות לנו כיום בכך שהן לא מכילות נוזל אלקטרוליטי, ובמקומן מועבר החשמל דרך תווך מוצק או דמוי ג'ל. למדיום עצמו יש חשיבות עצומה עבור תעשיית הרכב, היות שסוללות מצב מוצק אמורות שלא להתלקח בעת טעינה מהירה או בכלל, הן פחות מתחממות בעת טעינה, הרבה יותר קל לעצב אותן לתצורות מותאמות לעיצוב הכללי של כלי רכב, והן בטוחות יותר לשימוש גם בתפעול שוטף ובעת תאונה.

חברת 'דייסון', שידועה בעיקר בזכות שואבי האבק הפטנטיים שלה, הכריזה בשנה שעברה על כוונתה להיכנס לתחום ייצור רכב, וזאת בזכות העובדה שהיא רכשה כשנתיים קודם לכן את חברת הסטארט אפ Sakti3 שמפתחת טכנולוגיה לסוללות מצב מוצק, וכמעט כל יצרניות הרכב – מטויוטה וניסאן, דרך פולקסווגן, ב.מ.וו, הונדה, יונדאי ועוד – מחפשות בנרות שותפות אסטרטגיות לפיתוח וייצור סוללות כאלה.

בשנת 2014 הכריזה טויוטה על תחיל הפיתוח של סוללת מצב מוצק ובשנה שעברה היא הכריזה על הסכם אסטרטגיה ארוך טווח עם חברת פנאסוניק לפיתוח וייצור משותפים של סוללות כאלה. במקביל השקיעה פולקסוואגן 100 מיליון דולר בחברת הסטארט אפ QuantumScape מן העיר סטנפורד שבקליפורניה, וב.מ.וו. חברה אל חברת 'Solid Power' האמריקנית כדי לפתח סוללות מצב מוצק עבור הדור הבא של כלי רכב חשמליים שהם מפתחים. גם יצרנית המצתים ("פלאגים") הוותיקה NGK הכריזה שהיא מפתחת סוללות מוצקות שמבוססות על קרמיקה, וזאת תוך ניצול המומחיות ארוכת השנים שלה בעבודה עם החומר הזה.

כאמור, סוללה במצב מוצק מאפשרת צפיפות אנרגיה גבוהה יותר ולכן גם תכולת אנרגיה גבוהה ביחס לנפח ולמשקל, ובתוך כדי כך היא גם עמידה בטמפרטורות גבוהות יותר ואין בה מרכיבים מסוכנים או רעילים. ההנחה היא שסוללות כאלה יאפשרו טעינה מהירה יותר באופן שיהיה גם בטוח וגם פחות מזיק לאורך החיים של הסוללה – לכן הן נחשבות לנחשקות מאד עבור יצרניות רכב לשימוש במכוניות חשמליות והיברידיות.

את הסטארט אפ הסיני צ'ינג טאו מוביל נאן קיוואן, חבר האקדמיה הסינית למדעים, והוא ייסד את החברה בשנת 2014 יחד עם מספר דוקטורים אחרים מסגל אוניברסיטת טסינגווה (Tsinghua). לדברי נאן, החברה נמצאת בקשר עם חברות מובילות בתעשיית הרכב, בהן פולקסווגן וטויוטה. "היפטרות מאלקטרוליטים נוזליים יכולה להבטיח שסוללה לא תהיה דליקה, והיא יכולה להיות מיוצרת בעיצובים גמישים", אמר נאן.

מה זה מצב מוצק?

בסוללת מצב מוצק נעשה שימוש באלקטרודות מוצקות ובאלקטרוליטים מוצקים במקום באלקטרוליטים נוזליים או בפולימרים שנמצאים בסוללות ליתיום-יון או ליתיום פולימר. מי שגילה את האלקטרוליטים המוצקים במקור היה מייקל פאראדיי, שערך ניסיונות עם גופרית, כסף ופלואוריד. בסוף שנות החמישים של המאה הקודמת נעשו מאמצים לפתח סוללה מוצקה, ובמהלך השנים הוצע שימוש בחומרים שונים כאלקטרוליטים מוצקים, בהם קרמיקה, זכוכית, גופרית וליתיום. סוללות ראשונות מסוג זה, שהתבססו על יון כסף כמוליך אלקטרולי השיגו צפיפות אנרגיה נמוכה מידי עם התנגדות פנימית גבוהה מידי.

פריצת דרך משמעותית התרחשה בתחילת שנות ה-90 במעבדה הלאומית Oak Ridge, ולפני כחמש שנים, בשנת 2013, הכריזו חוקרים מאוניברסיטת קולורדו על פיתוח סוללת ליתיום מוצקה עם קתודה מתרכובת של ברזל וגופרית. כשנה לאחר מכן התרחשה פריצת דרך נוספת כאשר חברת הסטארט אפ Sakti3 הכריזה על פיתו סוללת ליתיום יון מוצקה וטענו שהשיגו צפיפות אנרגיה גבוהה יותר עלות נמוכה יותר מבעבר. חברה זאת, כאמור, נרכשה בשנת 2015 על ידי חברת דייסון.

בשנה שעברה הכריז ג'ון גודנוף (Goodenough), אחד מן השותפים להמצאת סוללת הליתיום, על סיום הפיתוח של סוללת מצב מוצק עם אלקטרוליטים על בסיס זכוכית ואנודה מתרכובת של ליתיום, נתרן או אשלגן, ואילו השנה (2018) הכריזה חברת 'סוליד פאוור', שותפתה האסטרטגית של ב.מ.וו, על גיוס של 20 מיליון דולר לצורך הקמת קו ייצור קטן לייצור סוללות ליתיום-מתכת מוצקות.
נכון לימינו נאלצות יצרניות הרכב להשתמש בטכנולוגיות סוללה מיושנות יחסית, לא מספיק יעילות ולא די בטוחות, בעיקר בניקל-מטאל היברידי ובליתיום-יון, והאלטרנטיבה היחידה האחרת היא "קבל חשמל כפול שכבת" (ultracapacitor).

החסמים שעליהם צריכים כל הגופים האלה להתגבר נוגעים בראש ובראשונה בסוגיית המחיר של הסוללות. אך לפני 6 שנים העריכו מומחים בעולם שבהתבסס על הטכנולוגיה שהייתה קיימת באותה עת תגיע העלות של סוללת מצב מוצק עם תכולת אנרגיה של 20 אמפר/שעה כ-100 אלף דולר, ומכונית חשמלית זקוקה לכ-800-1000 תאים כאלה.
מחירי הסוללות האלה היו כל כך גבוהים עד שאי אפשר היה להשתמש בהן אפילו עבור מכשירים שזקוקים לסוללות הרבה יותר קטנות כמו מחשבים נישאים וטלפונים חכמים. נקודת תורפה נוספת של סוללות מצב מוצק היא רמת תפקוד נמוכה בטמפרטורות נמוכות.

תפוקה צנועה מאד

כדי לשים דברים בפרופורציות, ולצנן מעט את ההתלהבות המוצדקת, צריך לסייג ולהזכיר שהתפוקה המרבית של קו הייצור שהוקם בסין תספיק בשלב זה לייצור של מקסימום 2,000 כלי רכב חשמליים בשנה, ושהביקוש הרב לסוללות עבור מוצרי צריכה אלקטרוניים עלול לבוא על חשבון המספר הזה. ובכל זאת, אם הסינים באמת פיצחו את סוד הסוללות המוצקות והם יהיו תחרותיים במחיר מול סוללות ליתיום יון המוכרות לנו – הרי שאין מניעה לשכפל את קוו הייצור הזה גם למקומות נוספים בסין ובעולם כולו.

The post האם הסינים פיצחו את סוד הסוללות לרכב חשמלי? appeared first on TheCar.