De nieuwste ontwikkelingen op het gebied van solid-state batterijen door de top 10 wereldwijde lithium-ionbedrijven

In 2024 begint de wereldwijde concurrentie op het gebied van powerbatterijen vorm te krijgen. Openbare gegevens die op 2 juli zijn vrijgegeven, laten zien dat de wereldwijde installatie van powerbatterijen van januari tot mei van dit jaar een totaal van 285,4 GWh bereikte, een groei van 23% op jaarbasis.

De top tien bedrijven in de ranglijst zijn: CATL, BYD, LG Energy Solution, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech en Xinwanda. Chinese batterijbedrijven bezetten nog steeds zes van de top tien posities.

De geïnstalleerde batterijcapaciteit van CATL bereikte 107 GWh, goed voor 37,5% van het marktaandeel, waarmee het bedrijf de koppositie met een absoluut voordeel veiligstelt. CATL is tevens het enige bedrijf wereldwijd met meer dan 100 GWh aan installaties. De geïnstalleerde batterijcapaciteit van BYD bedroeg 44,9 GWh, goed voor de tweede plaats met een marktaandeel van 15,7%, een stijging van 2 procentpunten ten opzichte van de voorgaande twee maanden. Op het gebied van vaste-stofbatterijen is de technologische roadmap van CATL voornamelijk gebaseerd op de combinatie van vaste-stof- en sulfidematerialen, met als doel een energiedichtheid van 500 Wh/kg te bereiken. CATL blijft momenteel investeren in vaste-stofbatterijen en verwacht tegen 2027 kleinschalige productie te bereiken.

Wat BYD betreft, geven marktbronnen aan dat zij mogelijk een technologische roadmap zullen hanteren die bestaat uit ternaire (monokristal) kathodes met een hoog nikkelgehalte, anodes op basis van silicium (lage expansie) en sulfide-elektrolyten (composiethalogen). De celcapaciteit kan meer dan 60 Ah bedragen, met een massaspecifieke energiedichtheid van 400 Wh/kg en een volumetrische energiedichtheid van 800 Wh/L. De energiedichtheid van het batterijpakket, dat bestand is tegen perforatie of verhitting, kan meer dan 280 Wh/kg bedragen. De timing van massaproductie loopt ongeveer gelijk met die van de markt, met kleinschalige productie naar verwachting in 2027 en marktintroductie in 2030.

LG Energy Solution voorspelde eerder dat oxidegebaseerde solid-statebatterijen in 2028 op de markt zouden komen en sulfidegebaseerde solid-statebatterijen in 2030. Uit de laatste update blijkt dat LG Energy Solution ernaar streeft om vóór 2028 de technologie voor droge coatingbatterijen op de markt te brengen, wat de productiekosten van batterijen met 17%-30% zou kunnen verlagen.

SK Innovation is van plan de ontwikkeling van polymeeroxidecomposiet-vastestofbatterijen en sulfide-vastestofbatterijen tegen 2026 af te ronden, met een beoogde industrialisatie in 2028. Momenteel zijn ze bezig met de oprichting van een batterijonderzoekscentrum in Daejeon, Chungcheongnam-do.

Samsung SDI heeft onlangs aangekondigd dat het in 2027 met de massaproductie van solid-statebatterijen wil beginnen. Het batterijonderdeel waaraan ze werken, zal een energiedichtheid van 900 Wh/L bereiken en een levensduur van maximaal 20 jaar hebben. Hierdoor is het mogelijk om de batterij in 9 minuten voor 80% op te laden.

Panasonic werkte in 2019 al samen met Toyota om solid-state batterijen van de experimentele fase naar de industrialisatie te brengen. De twee bedrijven richtten ook een solid-state batterijbedrijf op, Prime Planet Energy & Solutions Inc. Er zijn echter nog geen verdere updates. Desondanks kondigde Panasonic eerder al plannen aan om in 2023 vóór 2029 te starten met de productie van solid-state batterijen, voornamelijk voor gebruik in onbemande luchtvaartuigen.

Er is weinig recent nieuws over de vooruitgang van CALB op het gebied van solid-state batterijen. In het vierde kwartaal van vorig jaar kondigde CALB tijdens een wereldwijde partnerconferentie aan dat hun semi-solid-state batterijen in het vierde kwartaal van 2024 in de voertuigen van een luxe buitenlands merk zouden worden geïnstalleerd. Deze batterijen kunnen een actieradius van 500 km bereiken met een laadtijd van 10 minuten en hun maximale actieradius kan oplopen tot 1000 km.

Zhao Ruirui, adjunct-directeur van het Centraal Onderzoeksinstituut van EVE Energy, onthulde in juni van dit jaar de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van vaste-stofbatterijen. EVE Energy zou een technologische routekaart volgen die sulfide- en halide-vaste-stofelektrolyten omvat. Ze zijn van plan om in 2026 volledige vaste-stofbatterijen op de markt te brengen, in eerste instantie gericht op hybride elektrische voertuigen.

Guoxuan High-Tech heeft de "Jinshi-batterij" al uitgebracht, een volledig solid-state batterij die gebruikmaakt van sulfide-elektrolyten. Deze batterij heeft een energiedichtheid tot 350 Wh/kg, waarmee hij de gangbare ternaire batterijen met meer dan 40% overtreft. Met een semi-solid-state productiecapaciteit van 2 GWh wil Guoxuan High-Tech in 2027 kleinschalige tests op voertuigen uitvoeren met de volledig solid-state Jinshi-batterij, met als doel massaproductie te bereiken in 2030, wanneer de industriële keten goed op gang is.

Xinwanda maakte in juli van dit jaar voor het eerst een gedetailleerde openbare bekendmaking van de voortgang op het gebied van volledig solid-state batterijen. Xinwanda verklaarde dat het door technologische innovatie verwacht de kosten van polymeergebaseerde solid-state batterijen tegen 2026 te verlagen tot 2 yuan/Wh, wat dicht bij de kosten van traditionele lithium-ionbatterijen ligt. Het bedrijf is van plan om tegen 2030 de massaproductie van volledig solid-state batterijen te realiseren.

Concluderend kunnen we stellen dat de tien grootste lithium-ionbedrijven ter wereld actief bezig zijn met de ontwikkeling van solid-state batterijen en aanzienlijke vooruitgang boeken op dit gebied. CATL loopt voorop met zijn focus op solid-state en sulfide materialen, met als doel een energiedichtheid van 500 Wh/kg. Andere bedrijven zoals BYD, LG Energy Solution, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech en Xinwanda hebben ook hun eigen technologische roadmaps en tijdlijnen voor de ontwikkeling van solid-state batterijen. De race om solid-state batterijen is gaande en deze bedrijven streven ernaar om deze de komende jaren te commercialiseren en massaal te produceren. Verwacht wordt dat spannende ontwikkelingen en doorbraken de energieopslagindustrie radicaal zullen veranderen en de brede acceptatie van solid-state batterijen zullen stimuleren.