Kiintojätesolut lähestyvät todellisuutta tulevaisuuden sähköajoneuvoissa

Yleisimmin käytettyjen litiumioniakkujen vahvin vaihtoehto, jonka edut ovat parantunut turvallisuus, suurempi energiateho, pidempi käyttöikä ja nopeampi lataus, on lähes täällä.

Tämä lupaava vaihtoehto on kiintojätesolut (SSB), jotka korvaavat nestemäiset elektrolyytit kiinteillä elektrolyyteillä, poistaen näin palorisken ja mahdollistavat kompaktimman suunnittelun, sekä tukevat useampia lataussyklejä ennen heikkenemistä.

Uusi tutkimus¹ Kalifornian yliopistolta tarkasteli teknologiaa ja totesi sen kykenevän muuttamaan paitsi sähköautot myös kulutuselektroniikan ja energian varastoinnin. Kaiken avain on kemia ja tekniikka.

“Poistamalla neste ja käyttämällä sen sijaan vakaita kiinteitä materiaaleja, voimme turvallisesti syöttää enemmän sähköä akkuun kerralla ilman ylikuumenemis- tai paloriskejä.”

– Pääkirjoittaja Cengiz Ozkan, mekaanisen tekniikan professori UCR:ssä

Eroavaisuutena perinteisten litiumioniakkujen nestemäiseen elektrolyyttiin, joka heikkenee ajan myötä, aiheuttaa paloriskin ja rajoittaa latausnopeutta, kiintojätesolujen kiinteä materiaali tarjoaa vakaamman ja turvallisemman ympäristön, mahdollistaen tehokkaamman latauksen vähemmillä turvallisuusongelmilla.

Suurempien ominaisuuksiensa ansiosta verrattuna nykyisiin litiumioniakkuihin, SSB:t ovat saaneet paljon huomiota yritysten keskuudessa, mutta toistaiseksi teknologia on edelleen kehitysvaiheessa. Ei enää kauaa.

Todellinen validointi: Kiintojätesolut sähköautoissa (QS/VW-demo)

Tällä viikolla kiintojätesolujen kehittäjä QuantumScape (QS ), yhdessä liikekumppaninsa PowerCon kanssa, teki live‑näytön energiatehokkaista kiintojätesolulitiiumitista litiummetalliparistoista, jotka virtasivat ajoneuvoa.

PowerCo on Volkswagen‑konsernin akkuosasto, yksi maailman johtavista autonvalmistajista ja Euroopan suurin autonvalmistaja. VW omistaa brändit kuten Audi, Bentley, CUPRA, Ducati, Lamborghini, Porsche, SEAT ja Škoda. Yritys valmistaa myös kevyitä ja raskaita hyötyajoneuvoja kuten MAN ja Scania, kun taas CARIAD on ohjelmisto‑ ja teknologiaosasto kaikille Volkswagen‑konsernin ajoneuvoille.

VW‑konserni ja PowerCo ovat olleet pitkäaikaisia sijoittajia QuantumScapen kiintojätesoluteknologiaan ja ovat testanneet prototyyppisoluja vuosia.

Now, for the first time, QuantumScape, PowerCo, and Volkswagen Group have showcased the new tech at IAA Mobility in Munich, one of the world’s largest mobility trade fairs. 

Pulling the black sheet off the vehicle, they revealed a modified, fully electric Ducati V21L race motorcycle, which is wholly powered by QSE-5 solid-state cells.

The solid-state cells in the motorcycle were assembled using QuantumScape’s proprietary manufacturing platform (Cobra production process), which allows for faster heat treatment, requires less floor space, and eliminates certain material steps. The first-of-its-kind battery system, meanwhile, is designed by specialists at Audi, specifically for QS SSB cells.

Demonstraatio merkitsee suurta saavutusta ei vain mukana oleville yrityksille vaan myös sähköajoneuvosektorille, sillä se oli ensimmäinen kerta, kun QuantumScapen anodi‑vapaat solut siirtyivät valmistuslaitokselta todelliseen ajoneuvoon maailman nähtäväksi.

“Tänään olemme ylittäneet kynnyksen mahdollisuudesta todellisuuteen.”

– QuantumScape‑toimitusjohtaja ja presidentti tohtori Siva Sivaram

Yrityksen kumppanuus PowerCon kanssa, hän totesi, asettaa QuantumScapen skaalaamaan mullistavaa teknologiaansa gigawattituntituotantoon, ja yhdessä he “auttavat tuomaan uuden aikakauden sähköisestä liikenteestä”.

According to the official announcement, the world’s first live demonstration of QS solid-state lithium-metal batteries powering an EV represents a significant advancement in battery technology and a big step towards commercializing solid-state EVs.

With this tech, the goal is to help advance the EV revolution, which PowerCo CEO Frank Blome says “is the biggest transformation the automotive industry has ever seen.” 

SSB:t määrittelevät uudelleen, mitä on mahdollista korkean suorituskyvyn, premium‑ajoneuvojen osalta, ja demo on vasta alkua, hän lisäsi.

QuantumScapen tiekartta prototyypistä tuotantoon

Perinteisten litiumioniakkujen saavuttaessa energiatehonsa ja turvallisuutensa rajoja, kun kannettavat elektroniikkalaitteet, sähköautot ja uusiutuvan energian verkot yleistyvät ja vaativat enemmän, QuantumScape on kääntynyt kiintojätesoluihin tarjotakseen suurempaa energiatehoa, nopeampaa latausta ja parannettua turvallisuutta tukemaan siirtymää kohti vähähiilistä tulevaisuutta.

Se johtaa tällä hetkellä globaalissa kiintojätesolujen kehityskilpailussa, valmiina tuomaan täysimittaiset kiintojätesolut sähköautomarkkinoille mittakaavassa lähitulevaisuudessa.

The recent demonstration of its tech for the world to see actually sent the share prices of the $5 billion market cap company surging. At the time of writing, QS is trading at $8.85, up a whopping 70.52% YTD, though it is still far off its all-time high (ATH) of $132.73 hit late in 2020.