Samsung-team voor solid-state batterijen ziet gewichtsvermindering voor EV als groot voordeel en kosten als nadeel
Als onderdeel van zijn presentaties rond de InterBattery 2023 expo eerder deze maand, sprak Samsung SDI over zijn werk aan een solid-state batterij met de eigen Super-Gap Edge technologie. Het team van Samsung zal in de tweede helft van het jaar een proefproductie "S-lijn" voor de anode-loze cellen laten draaien om de levensvatbaarheid van zijn solid-state batterijconcept voor massaproductie te testen. Voorzitter Lee van Samsung heeft naar verluidt onlangs de productielijn voor solid-state batterijen bezocht voor een persoonlijke inspectie.
De volledig vaste cellen van Samsung gebruiken een stabiele oxide-elektrolyt in plaats van de brandbare lithiumhexafluorofosfaatelektrolytoplossing in de huidige batterijen om het thermische runaway-effect te voorkomen dat brand in elektrische voertuigen veroorzaakt. Voor de elektrolyt maakt Samsung gebruik van zijn ruime ervaring met de productie van vast oxide bij hoge temperaturen voor zijn meerlagige keramische condensatoren (MLCC).
Naast veiligheid en volumetrische dichtheid die 1,5-2x hogere prestaties kunnen leveren in dezelfde voetafdruk als de huidige cellen, richtte de presentatie van Samsung's solid-state batterij zich op de gewichtsvermindering. Aangezien een elektrische auto vanwege de batterij evenveel kan wegen als een SUV met een gasmotor, kan het gebruik van solid-state technologie dat extra gewicht aanzienlijk verminderen, waardoor de actieradius per lading verder toeneemt.
Het gaf een voorbeeld met een BMW i4 die nominaal de midrange elektrische auto van de autofabrikant is, maar meer dan 2 ton weegt en daarom niet op bepaalde mechanische parkeerplaatsen mag staan. Door de S-line solid-state batterij van Samsung te gebruiken, zou de BMW i4 gemakkelijk onder de gewichtslimiet duiken en weer gebruik kunnen maken van mechanische parkeerplaatsen.
Wat de nadelen van de solid-state accu betreft, heeft Samsung gewezen op de hoge productiekosten, waardoor de eerste S-line massaproductiebatches een beetje een boetiekaanbod zouden worden, zoals zijn eerste OLED-tv's. Het samensmelten van alle vaste elementen vereist bijvoorbeeld een enorme druk:
Het komt samen onder hoge druk. Je moet ultrahoge druk persen. Hoe hoog is die druk dan? Gewoonlijk is de druk om een volledig vaste batterij te maken ongeveer 3000 bar. 3000 bar is een ongelooflijk hoge druk. Als je druk uitoefent terwijl hij wordt blootgesteld aan kamertemperatuur, zal hij niet afbrokkelen en scheuren. Dus, hoe breng je druk aan? WIP is een afkorting, maar het heet Warm Isostatisch Persen (WIP). Simpel gezegd, leg het zakje in de watertank, sluit de kamer, en pas ultrahoge druk toe met waterdruk. Het is een strakke persing. Leg het zakje in een grote emmer water en pers de batterijcel met ultrahoge druk. Dit is ongeveer 3000 bar, maar om een volledig vaste batterij te maken. In het geval van de Samsung S-lijn is het doel 5000 bar.
Toch hopen Samsung-watchers dat met de start van de massaproductie van de S-lijn rond 2027 de kosten voldoende zullen zijn gedaald om elektrische auto's met de solid-state batterij levensvatbaar te maken, zelfs als de eerste modellen in de hogere prijsklasse vallen.
Bron(nen)
