Το σχέδιο της Toyota το 2023 για μπαταρίες στερεάς κατάστασης το 2027–2028

Τον Ιούνιο του 2023, η Toyota ανακοίνωσε πρόοδο στην ανάπτυξη μπαταριών στερεάς κατάστασης για ηλεκτρικά οχήματα, με στόχο την εμπορική διάθεση το 2027–2028. Ο αρχικός στόχος αντιστοιχούσε σε αυτονομία περίπου 1.200 χλμ., ενώ μια έκδοση υψηλότερων προδιαγραφών υπό έρευνα στόχευε περίπου στα 1.500 χλμ. — όχι σε ήδη διαθέσιμο μοντέλο με εγγυημένη αυτονομία 900 μιλίων. Ο στόχος ταχείας φόρτισης ήταν 10 λεπτά ή λιγότερο από 10% έως 80%, όχι πλήρης φόρτιση. Οι εκτιμήσεις αυτονομίας περιλάμβαναν επίσης βελτιώσεις αεροδυναμικής και βάρους. Η εταιρεία ανέφερε τεχνολογική πρόοδο στην ανθεκτικότητα, χωρίς να δημοσιοποιεί τότε την πλήρη σύνθεση των υλικών.

Toyota Motor Corporation (NYSE: TM)

Η Toyota είναι ένας παγκοσμίως αναγνωρισμένος κατασκευαστής αυτοκινήτων, γνωστός για τη μεγάλη γκάμα οχημάτων του. Έχοντας πρωτοπορήσει στην υβριδική τεχνολογία με το Prius, το 2023 επένδυε επίσης στην ανάπτυξη αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων και μπαταριών στερεάς κατάστασης, στο πλαίσιο της στρατηγικής της για βιώσιμη κινητικότητα.
https://youtu.be/65xt1Foemr4

Χρηματιστηριακή αξία κατά τη συγγραφή το 2023: 227,76 δισ. δολάρια
Λόγος τιμής προς κέρδη (P/E): 12,42
Κέρδη ανά μετοχή (EPS): 13,29 δολάρια
Κατά τη στιγμή της συγγραφής, η Toyota Motor Corporation (TM ) (TM) παρουσίαζε τα παραπάνω ιστορικά στοιχεία. Το αρχικό άρθρο ανέφερε επίσης ότι οι περισσότερες μεγάλες επενδυτικές εταιρείες τη βαθμολογούσαν ως «Αγορά»· αυτό δεν αποτελεί τρέχουσα αξιολόγηση.

Τι πλεονεκτήματα μπορεί να έχει μια μπαταρία στερεάς κατάστασης;

Μια μπαταρία στερεάς κατάστασης χρησιμοποιεί στερεό ηλεκτρολύτη αντί για τον υγρό ή πηκτωματώδη ηλεκτρολύτη των συμβατικών μπαταριών ιόντων λιθίου. Η ουσιώδης διαφορά βρίσκεται στον ηλεκτρολύτη: και οι συμβατικές μπαταρίες μπορούν να έχουν στερεά ηλεκτρόδια, ενώ οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορούν επίσης να βασίζονται στο λίθιο.
Για τα ηλεκτρικά οχήματα, η τεχνολογία προσφέρει δυνητικές βελτιώσεις στους ακόλουθους τομείς.

1. Ενεργειακή πυκνότητα: Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορούν δυνητικά να αποθηκεύουν περισσότερη ενέργεια ανά μονάδα βάρους ή όγκου από τις συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου, επιτρέποντας μεγαλύτερη αυτονομία.
2. Ασφάλεια: Η αντικατάσταση εύφλεκτων υγρών ηλεκτρολυτών με κατάλληλα στερεά υλικά μπορεί να περιορίσει ορισμένους κινδύνους πυρκαγιάς. Δεν εξαλείφει όμως κάθε κίνδυνο· η ασφάλεια εξαρτάται από τη χημεία και τον σχεδιασμό της μπαταρίας.
3. Διάρκεια ζωής: Ορισμένοι σχεδιασμοί ενδέχεται να αντέχουν περισσότερους κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης. Η ανθεκτικότητα παραμένει τεχνική πρόκληση και δεν είναι εγγυημένο πλεονέκτημα κάθε μπαταρίας στερεάς κατάστασης.
4. Γρήγορη Φόρτιση: Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης θα μπορούσαν να υποστηρίζουν ταχύτερη φόρτιση, ανάλογα με τον σχεδιασμό και τις συνθήκες λειτουργίας.

Το 2023, η Toyota στόχευε στην εμπορική διάθεση το 2027–2028 και συνέχιζε να αναπτύσσει μέθοδο μαζικής παραγωγής. Το χρονοδιάγραμμα ήταν στόχος ανάπτυξης, όχι βεβαιότητα ότι η τεχνολογία είχε ήδη τελειοποιηθεί. Η ενδεχόμενη επίδρασή της στην αγορά ηλεκτρικών οχημάτων θα εξαρτιόταν από την επιτυχή παραγωγή σε μεγάλη κλίμακα.

Η μακροπρόθεσμη στρατηγική της Toyota

Παράλληλα, η Toyota παρουσίασε το 2023 σχέδια για συμβατικές μπαταρίες με υγρό ηλεκτρολύτη. Η έκδοση «Performance», προγραμματισμένη για το 2026, στόχευε σε αυτονομία οχήματος 1.000 χλμ. και μείωση κόστους κατά 20% έναντι του τότε bZ4X. Η οικονομικότερη έκδοση «Popularization», με διπολική δομή και χημεία LFP, προγραμματιζόταν για το 2026–2027 και στόχευε σε 20% μεγαλύτερη αυτονομία και 40% χαμηλότερο κόστος από το bZ4X. Πρόκειται για διαφορετικές βάσεις σύγκρισης, όχι για την ίδια αύξηση αυτονομίας και στις δύο εκδόσεις.
Η παραγωγή μπαταριών στερεάς κατάστασης σε μεγάλη κλίμακα παρέμενε πρόκληση. Η πρόοδος που ανέφερε η Toyota αφορούσε την ανθεκτικότητα· δεν αποδείκνυε ότι η κατασκευή τους ήταν ήδη ευκολότερη από εκείνη των συμβατικών μπαταριών λιθίου. Επιτυχημένες λύσεις θα μπορούσαν να κάνουν τα ηλεκτρικά οχήματα πιο προσιτά.

Οι Επιπτώσεις

Η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να μειώσει το κόστος και τον χρόνο φόρτισης, περιορίζοντας το άγχος αυτονομίας. Τα ηλεκτρικά οχήματα δεν εκπέμπουν καυσαέρια κατά την οδήγηση, ενώ οι εκπομπές ολόκληρου του κύκλου ζωής τους εξαρτώνται και από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, οχήματος και μπαταρίας. Η ευρεία υιοθέτηση αποδοτικότερων μπαταριών θα μπορούσε επομένως να προσφέρει περιβαλλοντικά οφέλη.
Οι πιθανές εφαρμογές υπερβαίνουν τα αυτοκίνητα: οχήματα παντός εδάφους, φορητές μονάδες αποθήκευσης ενέργειας, αλυσοπρίονα, χλοοκοπτικά, σκάφη και άλλα προϊόντα θα μπορούσαν να ωφεληθούν. Οι μονάδες αποθήκευσης δεν παράγουν από μόνες τους ηλεκτρική ενέργεια και δεν χρειάζονται όλες ηλεκτροκινητήρα. Η διάδοση μπαταριών στερεάς κατάστασης σε τέτοια προϊόντα θα εξαρτηθεί από το κόστος, την παραγωγή και τις απαιτήσεις κάθε εφαρμογής, όχι από ένα ενιαίο χρονοδιάγραμμα.

Εναλλακτική Έρευνα & Ανάπτυξη

Η Toyota δεν ήταν η μόνη εταιρεία που ανέπτυσσε αυτή την τεχνολογία. Για παράδειγμα, η QuantumScape (QS ) είναι εταιρεία της Καλιφόρνιας που ειδικεύεται στην ανάπτυξη μπαταριών στερεάς κατάστασης. Στο παρακάτω βίντεο εξηγεί τις βασικές προκλήσεις για τους ερευνητές και μηχανικούς και τις μεθόδους αντιμετώπισής τους.
https://youtu.be/hNhZc-KvIGs

Το 2023, η Honda ανέπτυσσε επίσης μπαταρίες στερεάς κατάστασης και σχεδίαζε πιλοτική γραμμή παραγωγής στην Ιαπωνία για το 2024. Ξεχωριστά, η Honda και η LG Energy Solution κατασκεύαζαν εργοστάσιο συμβατικών μπαταριών ιόντων λιθίου στο Οχάιο. Το αμερικανικό εργοστάσιο δεν ήταν η πιλοτική γραμμή μπαταριών στερεάς κατάστασης.