De nieuwste ontwikkelingen in solid-state batterijen van de top 10 wereldwijde lithium-ionbedrijven

In 2024 begint het wereldwijde concurrentielandschap voor accu's voor elektrische voertuigen vorm te krijgen. Uit openbare gegevens die op 2 juli zijn vrijgegeven, blijkt dat de wereldwijde installatie van accu's voor elektrische voertuigen van januari tot en met mei van dit jaar een totaal van 285,4 GWh heeft bereikt, een groei van 23% ten opzichte van hetzelfde tijdvak vorig jaar.

De top tien van de ranglijst bestaat uit: CATL, BYD, LG Energy Solution, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech en Xinwanda. Chinese batterijfabrikanten bezetten opnieuw zes van de top tien posities.

CATL realiseerde een totaal van 107 GWh aan accu's, goed voor 37,5% van het marktaandeel, waarmee het bedrijf een absolute voorsprong behield. CATL is bovendien het enige bedrijf wereldwijd met meer dan 100 GWh aan geïnstalleerde accu's. BYD behaalde een tweede plaats met een marktaandeel van 15,7%, een stijging van 2 procentpunten ten opzichte van de voorgaande twee maanden. Op het gebied van solid-state batterijen richt CATL zich in haar technologische roadmap voornamelijk op de combinatie van solid-state en sulfidematerialen, met als doel een energiedichtheid van 500 Wh/kg te bereiken. CATL investeert momenteel verder in solid-state batterijen en verwacht in 2027 kleinschalige productie te kunnen starten.

Wat BYD betreft, geven marktbronnen aan dat het bedrijf mogelijk een technologische routekaart zal volgen die bestaat uit ternaire (enkristal) kathodes met een hoog nikkelgehalte, anodes op siliciumbasis (lage uitzetting) en sulfide-elektrolyten (samengestelde halogeniden). 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 accupakket, dat bestand is tegen perforatie en verhitting, kan meer dan 280 Wh/kg bedragen. De timing van de massaproductie is ongeveer gelijk aan die van de markt, met kleinschalige productie die naar verwachting in 2027 van start gaat en marktintroductie in 2030.

LG Energy Solution voorspelde eerder de lancering van op oxide gebaseerde solid-state batterijen in 2028 en op sulfide gebaseerde solid-state batterijen in 2030. De meest recente update laat zien dat LG Energy Solution streeft naar de commercialisering van batterijtechnologie met droge coating vóór 2028, wat de productiekosten van batterijen met 17% tot 30% zou kunnen verlagen.

SK Innovation is van plan de ontwikkeling van solid-state batterijen op basis van polymeeroxidecomposiet en solid-state batterijen op basis van sulfide in 2026 af te ronden, met industrialisatie als streefdatum voor 2028. Momenteel is het bedrijf bezig met de oprichting van een batterijonderzoekscentrum in Daejeon, Chungcheongnam-do.

Samsung SDI heeft onlangs aangekondigd dat het in 2027 zal beginnen met de massaproductie van solid-state batterijen. De batterijcomponent waaraan ze werken, zal een energiedichtheid van 900 Wh/L bereiken en een levensduur van maximaal 20 jaar hebben, waarbij de batterij in 9 minuten voor 80% kan worden opgeladen.

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

Er is weinig recent nieuws over de voortgang van CALB op het gebied van solid-state batterijen. In het vierde kwartaal van vorig jaar verklaarde CALB tijdens een internationale partnerconferentie dat hun semi-solid-state batterijen in het vierde kwartaal van 2024 in 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 solid-state batterijen. Naar verluidt werkt EVE Energy aan een technologische routekaart met sulfide- en halide-solid-state elektrolyten. Het bedrijf is van plan om in 2026 volledig solid-state batterijen op de markt te brengen, in eerste instantie gericht op hybride elektrische voertuigen.

Guoxuan High-Tech heeft de "Jinshi-batterij" al op de markt gebracht, een volledig solid-state batterij die gebruikmaakt van sulfide-elektrolyten. Deze batterij heeft een energiedichtheid van maar liefst 350 Wh/kg, waarmee hij de gangbare ternaire batterijen met meer dan 40% overtreft. Met een productiecapaciteit van 2 GWh voor semi-solid-state batterijen, streeft Guoxuan High-Tech ernaar om in 2027 kleinschalige tests met de volledig solid-state Jinshi-batterij in voertuigen uit te voeren, met als doel massaproductie te realiseren in 2030, wanneer de industriële keten goed is gevestigd.

Xinwanda publiceerde in juli van dit jaar voor het eerst gedetailleerde informatie over de voortgang van volledig solid-state batterijen. Xinwanda gaf aan dat het door technologische innovatie de kosten van polymeergebaseerde solid-state batterijen tegen 2026 wil verlagen tot 2 yuan/Wh, wat dicht in de buurt komt van de kosten van traditionele lithium-ionbatterijen. Het bedrijf streeft ernaar om in 2030 te beginnen met de massaproductie van volledig solid-state batterijen.

Samenvattend ontwikkelen de tien grootste lithium-ionbedrijven ter wereld actief solid-state batterijen en boeken ze aanzienlijke vooruitgang op dit gebied. CATL loopt voorop met zijn focus op solid-state en sulfidematerialen, met als doel een energiedichtheid van 500 Wh/kg te bereiken. Andere bedrijven zoals BYD, LG Energy Solution, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech en Xinwanda hebben elk hun eigen technologische routekaarten en tijdlijnen voor de ontwikkeling van solid-state batterijen. De race om solid-state batterijen is in volle gang en deze bedrijven streven ernaar om de komende jaren commercialisering en massaproductie te realiseren. Er worden spannende ontwikkelingen en doorbraken verwacht die de energieopslagindustrie zullen revolutioneren en de wijdverspreide toepassing van solid-state batterijen zullen stimuleren.