Räckvidden kommer att öka till 1 200 km och laddningen kommer att minska till tio minuter eller mindre. Det är rimligt att säga att detta kan förändra allt.

David Bailey, professor i företagsekonomi vid University of Birmingham, säger: "Om det är ett verkligt genombrott kan det förändra hela spelplanen och bli den heliga graalen för batteridrivna fordon." Det är svårt att ifrågasätta detta. Räckviddsångest skulle vara ett minne blott. Tio minuter för att ladda batterierna fullt är nästan lika snabbt som att tanka bensin eller diesel. Det innebär också ett mycket snabbare flöde av fordon vid laddstationerna; tre bilar skulle kunna laddas fullt på samma tid som det för närvarande tar att ladda till 80 %. Det här skulle bokstavligen förändra allt.


Hur länge dröjer det innan vi får se dessa batterier i elbilar?

Toyota tror att de kan tillverka solid state-batterier för användning i elfordon så snart som 2027, enligt Financial Times. Den här tekniken utvecklas också i Storbritannien. Ett av våra barnbarn studerade vid Warwick University, ett universitet som i hög grad finansieras och stöds av Jaguar. Inte så konstigt eftersom det ligger så nära Coventry. Han berättade för mig för flera år sedan att det fanns en ny utveckling som studerades, ett solid-state-batteri. Det är inte bara Warwick, Oxford University är bland de sju institutioner som har undertecknat ett samförståndsavtal som lovar att arbeta tillsammans med tekniken.

The Guardian förklarade tekniken så här "Solid state-batterier skulle förbättra den befintliga tekniken genom att byta ut en flytande elektrolyt, i vilken litiumjoner bär en elektrisk ström, mot ett fast keramiskt material. Det skulle kunna öka batteriernas energitäthet och göra dem lättare och mindre. Även om det finns vissa prototyper har företagen dock haft svårt att kommersialisera ett hållbart solid state-batteri".

För ett par veckor sedan meddelade det japanska företaget att man hade förenklat tillverkningen av det material som används för att tillverka dem, och hyllade upptäckten som ett stort steg framåt som dramatiskt skulle kunna minska laddningstiderna och öka räckvidden.


Djärva påståenden

Keiji Kaita, chef för det japanska bilföretagets forsknings- och utvecklingscenter för koldioxidneutralitet, säger: "För både våra flytande och våra solid-state-batterier siktar vi på att drastiskt förändra situationen där dagens batterier är för stora, tunga och dyra, När det gäller potential kommer vi att sikta på att halvera alla dessa faktorer."

Solid state-batterier är en ny typ av batteriteknik som har potential att revolutionera elfordonsindustrin. Dessa batterier använder en fast elektrolyt istället för en flytande, vilket ger flera fördelar jämfört med traditionella litiumjonbatterier. Solid state-batterier är säkrare, effektivare och har en högre energidensitet än sina flytande motsvarigheter. Forskning pågår över hela världen. Ingenjörer vid University of California San Diego har samarbetat med LG Energy Solution för att utveckla ett nytt uppladdningsbart solid-state-batteri. Som ett resultat av detta har solid state-batterier blivit ett hett ämne inom elfordonsindustrin, där biltillverkarna tävlar om att utveckla och kommersialisera denna nya teknik. Det råder ingen tvekan om att de kommer att förändra hela spelplanen, och ingen tillverkare har råd att stå utanför tävlingen.


Vad kan dessa nya batterier göra?

Fördelarna med solid state-batterier för elbilar är många. Solid state-batterier har en högre energidensitet, vilket innebär att de kan lagra mer energi på samma utrymme som traditionella litiumjonbatterier. Detta kan leda till längre räckvidd för elbilar, upp till tre gånger längre räckvidd, och snabbare laddningstider, som uppges vara så korta som 10 minuter för en full laddning. Solid state-batterier är också säkrare än traditionella batterier eftersom de är mindre benägna att drabbas av termisk rusning, vilket kan orsaka bränder och explosioner i litiumjonbatterier. Dessutom har solid state-batterier en längre livslängd, vilket kan minska behovet av batteribyten och i slutändan sänka kostnaden för elfordon.

Trots de många fördelarna med solid state-batterier finns det fortfarande flera utmaningar för deras utveckling och kommersialisering. En av de största utmaningarna är optimeringen av tillverkningsprocesserna. En annan utmaning är den höga tillverkningskostnaden för solid state-batterier, som för närvarande är mycket högre än för traditionella litiumjonbatterier. Dessutom finns det fortfarande ett behov av att utveckla fasta elektrolyter med hög jonledningsförmåga för att möjliggöra utvecklingen av livskraftiga solid-state-batterier. Trots dessa utmaningar innebär de potentiella fördelarna med solid state-batterier att alla större biltillverkare kommer att vilja ha dem.


Vem kommer att vara först?

Toyota är det första företaget som gör ett tidsbaserat påstående, men de är inte ensamma. Bilindustrin är mycket konkurrensutsatt, så de har inte råd att låta en tillverkare få en så stor fördel som denna.

Flera företag och organisationer utvecklar för närvarande solid state-batterier för bilar, som förväntas erbjuda förbättrad prestanda och säkerhet jämfört med traditionella litiumjonbatterier. Toyota Motor Corporation arbetar aktivt med solid state-batteriteknik. Biltillverkaren utvecklar dessa batterier genom sitt joint venture med Panasonic, Prime Planet Energy & Solutions Inc. och siktar på att lansera ett kommersiellt solid-state-batteri så snart som 2027

QuantumScape Corporation är ett annat företag som fokuserar på att utveckla solid state-batterier för bilar. Företagets nästa generations batterier är utformade för att omvandla energilagring med solid-state litium-metallbatteriteknik. QuantumScape har arbetat i flera år för att utveckla ett hållbart solid state-batteri för elfordon, och i december 2022 meddelade företaget att det hade skickat sin första sats av 24-lagers litium-metallceller till elfordonstillverkare för testning. Den solid-state-batteriteknik som startup-företaget har arbetat med utlovar mycket längre räckvidd och 15-minuters laddningstider.

Solid Power Inc. är en USA-baserad batteriutvecklare som specialiserat sig på sulfidbaserad elektrolytteknik i fast form. Företaget stöds av Ford och BMW och har arbetat med att utveckla solid-state-batterier för elfordon. Solid Power inledde pilotproduktion av ett innovativt elbilsbatteri med längre räckvidd och snabbare laddning i juni 2022. Företaget har ingått ett partnerskap med BMW för att gemensamt utveckla solid state-batterier i högpresterande elfordon, och det arbetar med att använda en sulfidbaserad fast elektrolyt i stället för den traditionella vätskan. Liksom BMW har Ford också tillkännagivit ett partnerskap med Solid Power för att utveckla elfordon som drivs av solid-state-batteriteknik.

Mercedes-Benz har redan meddelat att man har för avsikt att helt elektrifiera sitt sortiment fram till 2030 och att satsningen på solid state-teknik kommer att spela en viktig roll för att uppnå detta. Volkswagen ingick ett partnerskap med QuantumScape och investerade 300 miljoner dollar för att utveckla elfordon som drivs av solid state-batterier senast 2024. BMW är en annan biltillverkare som ingår partnerskap för att skapa ett genombrott inom solid state-batteritekniken. De har också ingått partnerskap med det amerikanska företaget Solid Power. Nissan har som mål att få en produktionsanläggning att börja arbeta med solid state-batterier 2025. Honda utvecklar solid state-batterier internt och säger att denna utveckling ger dem tillförsikt om att tidiga tillämpningar kan komma under andra halvan av 2020-talet.

Hur är det med Ford? Lisa Drake, vice president för EV industrialisering på Ford, säger att tekniken inte kommer att vara redo före 2030. Precis som BMW samarbetar de också med Solid Power. General Motors meddelade att företaget skulle investera 7 miljarder dollar i fyra olika fabriker, varav två skulle vara dedikerade till elfordon och batterier tillsammans med det mesta av kapitalet. Porsche arbetar med att skapa en helelektrisk version av den legendariska 911, de har också valt QuantumScape.

Vad är slutsatsen?

Om du funderar på att gå över till eldrift är det förmodligen bäst att vänta. Inom tre eller fyra år kommer fordon som drivs med solid state att finnas på marknaden. Minst tre gånger så lång räckvidd och full laddning på tio minuter. Lägg därtill att tillverkarna hävdar att dessa nya batterier kommer att ha en livslängd på trettio år, tre gånger längre än konventionella batterier. Värt att vänta på!

Author

Resident in Portugal for 50 years, publishing and writing about Portugal since 1977. Privileged to have seen, firsthand, Portugal progress from a dictatorship (1974) into a stable democracy. 

Paul Luckman