Solid Power & QuantumScape เริ่มจัดส่งแบตเตอรี่ Solid-State สำหรับทดลองใช้งาน

Holy Grail ของเทคโนโลยีแบตเตอรี่กำลังค้นหาวิธีสร้างแบตเตอรี่โซลิดสเตต นั่นหมายความว่าอย่างไร? แบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้กันในปัจจุบันแทบทั้งหมดผลิตในรูปแบบ “เจลลี่โรล” แบบเดียวกับที่ใช้ทำแบตเตอรี่มานานหลายทศวรรษ ส่วนประกอบถูกม้วนเป็นเกลียวโดยมีกึ่งเหลวอยู่ระหว่างกลาง การวางนั้นทำให้ขั้วบวกและแคโทดแยกจากกันและส่งเสริมการไหลของอิเล็กตรอนระหว่างกัน

ผู้ผลิตแบตเตอรี่มีเงินจำนวนมหาศาลผูกมัดกับอุปกรณ์การผลิตที่สนับสนุนวิธีการทำแบตเตอรี่แบบเยลลี่โรล ซึ่งหมายความว่าไม่ว่าเทคโนโลยีใหม่บางอย่างจะเติบโตเพียงใด ผู้ผลิตแบตเตอรี่มักจะได้รับผลกระทบหากไม่ใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์การผลิตที่พวกเขาใช้อยู่แล้ว

เสน่ห์ของแบตเตอรี่โซลิดสเตต

อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ทั่วไปมีข้อเสียที่สำคัญประการหนึ่ง ของเหลวกึ่งเหลวนั้นมักติดไฟได้ หากเกิดการลัดวงจรภายในเซลล์ เซลล์จะร้อนจัดและลุกเป็นไฟได้ ซึ่งมักจะดูน่าตื่นเต้น

แบตเตอรี่โซลิดสเตตหลีกเลี่ยงความเสี่ยงดังกล่าว เซลล์เหล่านี้อาจมีชีวิตค่อนข้างยืนยาวและมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าเซลล์ทั่วไป ประการสุดท้าย เนื่องจากความเสี่ยงในการเกิดไฟไหม้ต่ำมาก จึงสามารถชาร์จได้เร็วขึ้นโดยใช้อุปกรณ์ชาร์จพลังงานสูง ความดีทั้งหมดนี้จะมาพร้อมกับป้ายราคาที่สูงกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปหรือไม่นั้นยังไม่ทราบในเวลานี้

Solid Power จัดส่งแบตเตอรี่ Solid-State รุ่นแรก

Solid Power ไล่ตามความฝันของแบตเตอรี่โซลิดสเตตมากว่า 5 ปี ได้สร้างความสัมพันธ์กับ BMW และ Ford และกล่าวเมื่อต้นปีที่ผ่านมาว่าจะเริ่มจัดหาต้นแบบให้กับผู้ผลิตในเร็ว ๆ นี้ ผู้ผลิตรถยนต์ใช้ต้นแบบเหล่านั้นเพื่อวัดประสิทธิภาพในสถานการณ์จริง เช่น อากาศเย็นจัด ความร้อนจัด การขับขี่ทางไกล การชาร์จเร็ว และอื่นๆ พวกเขาทดสอบความทนทาน อายุยืนยาว และการย่อยสลาย

Solid Power ประกาศเมื่อวันที่ 21 ธันวาคมว่า บริษัทได้กระชับความร่วมมือกับ BMW Group โดยมอบใบอนุญาตการวิจัยและพัฒนาให้กับการออกแบบโซลิดสเตตเซลล์และความรู้ความชำนาญด้านการผลิตทั้งหมดของ Solid Power

ความสัมพันธ์ที่ขยายกว้างขึ้นก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมากต่อทั้งสองบริษัท รวมถึงการพัฒนาเซลล์เสริมและกิจกรรมการผลิตที่ทั้ง Solid Power และ BMW เพื่อพัฒนาขีดความสามารถของเทคโนโลยีของ Solid Power BMW ตั้งใจที่จะจำลองสายการผลิตนำร่องของ Solid Power ที่โรงงานของตนเองในเยอรมนี และผลิตเซลล์ต้นแบบโดยใช้เทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Solid Power ก่อนการติดตั้งสายการผลิตต้นแบบ บุคลากรของ BMW จะทำงานร่วมกันที่โรงงานของ Solid Power เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตเซลล์

ดร. ดีเร็ก จอห์นสัน ซีอีโอของ Solid Power กล่าวว่า “เราไม่สามารถตื่นเต้นไปกว่านี้แล้วกับการขยายความสัมพันธ์ของเรากับ BMW ซึ่งเป็นบริษัทที่แสดงความมุ่งมั่นอย่างแรงกล้าต่อเทคโนโลยีของ Solid Power ตลอดเจ็ดปีที่ผ่านมา” “เราเชื่อว่าความร่วมมือที่ขยายออกไปและการทำงานร่วมกันที่เพิ่มขึ้นนี้เป็นการเพิ่มความมั่นใจในการพัฒนาเทคโนโลยีของ Solid Power”

“BMW ยังคงมุ่งมั่นที่จะแสวงหาแบตเตอรี่แบบ all-solid-state ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่เราเชื่อว่ามีศักยภาพที่สำคัญสำหรับอนาคต” Frank Weber สมาชิกคณะกรรมการของ BMW ที่รับผิดชอบด้านการวิจัยและพัฒนากล่าว “เราตั้งตารอที่จะได้ทำงานอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้นกับ Solid Power และเพิ่มความสามารถในการผลิตโซลิดสเตตเซลล์ตามการออกแบบที่โรงงานนำร่องของเราเอง เราคาดว่าข้อตกลงนี้จะช่วยเร่งการติดตั้งสายผลิตภัณฑ์ต้นแบบโซลิดสเตตของเรา และเป้าหมายร่วมกันของบริษัทของเราในการนำเทคโนโลยีเซลล์ที่มีแนวโน้มนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์”

BMW ตกลงที่จะจ่ายเงินให้ Solid Power 20 ล้านดอลลาร์จนถึงเดือนมิถุนายน 2567 โดยขึ้นอยู่กับการบรรลุเป้าหมายบางอย่าง ข้อตกลงใหม่รวมถึงการแบ่งปันอิเล็กโทรดโซลิดสเตตที่เป็นกรรมสิทธิ์และความรู้ในการผลิตเซลล์ แต่ไม่รวมใบอนุญาตในทรัพย์สินทางปัญญาที่เกี่ยวข้องกับวัสดุอิเล็กโทรไลต์ของ Solid Power ซึ่งยังคงเป็นธุรกิจหลัก เมื่อ BMW ติดตั้งสายการผลิตต้นแบบ Solid Power คาดว่าจะจัดหาวัสดุอิเล็กโทรไลต์ให้กับ BMW เพื่อผลิตเซลล์ต้นแบบ

David Jansen ซีอีโอชั่วคราว ประธานและประธานของ Solid Power กล่าวว่า “การขยายความสัมพันธ์ของเรากับ BMW เป็นหลักฐานเพิ่มเติมว่าทั้งสองบริษัทเชื่อว่า Solid Power อยู่ในแนวทางที่ถูกต้องด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี “ผมได้รับกำลังใจจากความคืบหน้าที่ทีมของเราดำเนินการอย่างต่อเนื่องเพื่อบรรลุเป้าหมายของบริษัท ในช่วงหลายเดือนที่ผ่านมา เราเริ่มส่งมอบเซลล์ 20 Ah ให้กับพันธมิตรของเรา ซึ่งรวมถึง BMW เพื่อทดสอบเบื้องต้นและเริ่มผลิตเซลล์ EV รุ่นแรกของเรา เราตั้งตารอที่จะนำเสนอโรงงานผลิตอิเล็กโทรไลต์ของเราทางออนไลน์และเริ่มกระบวนการตรวจสอบคุณสมบัติของยานยนต์อย่างเป็นทางการ”

Solar Power กล่าวว่าจะเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์เหลวที่ติดไฟได้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปด้วยอิเล็กโทรไลต์แข็งที่มีซัลไฟด์เป็นกรรมสิทธิ์ เป็นผลให้คาดว่าเซลล์โซลิดสเตตจะปลอดภัยกว่าและเสถียรกว่าในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ให้ความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเซลล์แบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้ที่ดีที่สุด เปิดใช้งานการออกแบบชุดแบตเตอรี่ที่มีพลังงานหนาแน่นในราคาไม่แพง และเข้ากันได้กับกระบวนการผลิตลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิม

และคุณควอนตัมสเคป?

ด้วยความบังเอิญเมื่อวันที่ 20 ธันวาคม QuantumScape ซึ่งเป็นการเริ่มต้นแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตที่สนับสนุนโดย Volkswagen ได้ออกข่าวประชาสัมพันธ์ของตัวเองโดยระบุว่าได้จัดส่งเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมโลหะต้นแบบ 24 ชั้นแรกไปยัง OEM ยานยนต์เพื่อทำการทดสอบ การส่งมอบเซลล์เหล่านี้ ซึ่งเรียกว่าตัวอย่าง A0 ถือเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญของบริษัทสำหรับสาธารณะในปีนี้ และการบรรลุเป้าหมายนี้ถือเป็นก้าวสำคัญสู่การนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์

มี 24 ชั้น แต่ละชั้นประกอบด้วยตัวแยกโซลิดสเตต แคโทด และแอน บนเว็บไซต์ ทำให้เกิดขั้วบวกโลหะลิเธียม เซลล์ต้นแบบเหล่านี้มีความจุในช่วงหลายแอมป์ชั่วโมง ซึ่งเป็นช่วงที่บริษัทเชื่อว่ามีความเกี่ยวข้องกับการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงยานยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

ด้วยเซลล์เหล่านี้ OEM สามารถเริ่มกระบวนการทดสอบที่โรงงานของตนและให้ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับประสิทธิภาพของเซลล์ได้ บริษัทยังคงมีงานสำคัญรออยู่ข้างหน้าเพื่อนำเทคโนโลยีนี้ออกสู่ตลาด รวมถึงการปรับปรุงคุณภาพ ความสม่ำเสมอ และปริมาณงานของกระบวนการผลิต และการปรับปรุงเพิ่มเติมในด้านผลิตภัณฑ์ เช่น ความจุแคโทดที่เพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพการบรรจุที่ดีขึ้น บริษัทคาดว่าจะมีการปรับปรุงในด้านเหล่านี้ในตัวอย่างรุ่น A, B และ C ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

Jagdeep Singh ซีอีโอของ QuantumScape กล่าวว่า “ผมภูมิใจในทีมของเราสำหรับความพยายามและความมุ่งมั่นทั้งหมดที่ทำให้บรรลุเป้าหมายนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของความท้าทายที่เราเผชิญในปีนี้ “ในขณะที่เหตุการณ์สำคัญนี้ทำให้เราเข้าใกล้เป้าหมายสูงสุดมากขึ้น แต่ก็ยังมีอีกหลายอย่างที่ต้องทำก่อนที่เทคโนโลยีนี้จะกลายเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ และตอนนี้เราหันมาให้ความสนใจกับงานที่สำคัญนี้”

เซลล์ A0 ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบเซลล์ใหม่ของ QuantumScape ซึ่งเป็นอีกหนึ่งเป้าหมายที่สำคัญสำหรับปีนี้ สถาปัตยกรรมใหม่นี้เป็นลูกผสมระหว่างเซลล์แบบแท่งปริซึมและเซลล์กระเป๋าที่ออกแบบมาเพื่อรองรับการขยายตัวและการหดตัวของโลหะลิเธียมในแนวแกนเดียวระหว่างการชาร์จและการคายประจุ บริษัทวางแผนที่จะจัดงานเสมือนจริงในปีใหม่เพื่อแบ่งปันเพิ่มเติมเกี่ยวกับรูปแบบเซลล์ใหม่ที่เป็นนวัตกรรมนี้

ซื้อกลับบ้าน

จุดประสงค์ของการทดสอบแบตเตอรี่ต้นแบบคือเพื่อดูว่าความคาดหวังเหล่านั้นถูกต้องหรือไม่ ต้องใช้เวลาหลายปีกว่าที่แบตเตอรี่โซลิดสเตตจะปรากฏตัวในรถยนต์การผลิตทุกคัน

ทำแบบสำรวจผู้อ่าน CleanTechnica ประจำปี 2565 ของเราเพื่อลุ้นรับจักรยานไฟฟ้า

ขอบคุณความคิดริเริ่มของ CleanTechnica และการรายงานข่าวของ CleanTech หรือไม่ พิจารณาการเป็นสมาชิก CleanTechnica ผู้สนับสนุน ช่างเทคนิค หรือเอกอัครราชทูต — หรือเป็นผู้อุปถัมภ์ใน Patreon