Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie baterii ze stałym elektrolitem od 10 największych światowych firm litowo-jonowych

W 2024 r. globalny krajobraz konkurencji dla akumulatorów mocy zaczął nabierać kształtu. Publiczne dane opublikowane 2 lipca ujawniają, że globalna instalacja akumulatorów mocy osiągnęła łącznie 285,4 GWh od stycznia do maja tego roku, co oznacza wzrost o 23% rok do roku.

Dziesięć najlepszych firm w rankingu to: CATL, BYD, LG Energy Solution, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech i Xinwanda. Chińskie firmy produkujące baterie nadal zajmują sześć z dziesięciu pierwszych pozycji.

Wśród nich instalacje akumulatorów mocy CATL osiągnęły 107 GWh, co stanowi 37,5% udziału w rynku, zapewniając sobie pozycję lidera z absolutną przewagą. CATL jest również jedyną firmą na świecie, która przekroczyła 100 GWh instalacji. Instalacje akumulatorów mocy BYD wyniosły 44,9 GWh, zajmując drugie miejsce z udziałem w rynku wynoszącym 15,7%, co stanowi wzrost o 2 punkty procentowe w porównaniu z poprzednimi dwoma miesiącami. W dziedzinie akumulatorów półprzewodnikowych technologiczna mapa drogowa CATL opiera się głównie na połączeniu materiałów półprzewodnikowych i siarczkowych, mając na celu osiągnięcie gęstości energii 500 Wh/kg. Obecnie CATL nadal inwestuje w dziedzinie akumulatorów półprzewodnikowych i spodziewa się osiągnąć produkcję na małą skalę do 2027 r.

Jeśli chodzi o BYD, źródła rynkowe wskazują, że mogą przyjąć technologiczną mapę drogową składającą się z katod trójskładnikowych (pojedynczy kryształ) o wysokiej zawartości niklu, anod na bazie krzemu (niska ekspansja) i elektrolitów siarczkowych (kompozytowe halogenki). Pojemność ogniwa może przekraczać 60 Ah, przy gęstości energii właściwej masy 400 Wh/kg i gęstości energii objętościowej 800 Wh/l. Gęstość energii zestawu baterii, który jest odporny na przebicie lub nagrzewanie, może przekraczać 280 Wh/kg. Czas masowej produkcji jest mniej więcej taki sam jak czas rynkowy, przy czym produkcja na małą skalę spodziewana jest do 2027 r., a promocja rynkowa do 2030 r.

Firma LG Energy Solution wcześniej prognozowała, że ​​baterie ze stałym elektrolitem na bazie tlenków zostaną wprowadzone na rynek do 2028 r., a baterie ze stałym elektrolitem na bazie siarczków do 2030 r. Najnowsze informacje pokazują, że firma LG Energy Solution zamierza wprowadzić na rynek technologię baterii z suchą powłoką przed 2028 r., co może obniżyć koszty produkcji baterii o 17–30%.

SK Innovation planuje zakończyć rozwój polimerowych kompozytowych baterii półprzewodnikowych i baterii półprzewodnikowych siarczkowych do 2026 r., a industrializacja ma nastąpić w 2028 r. Obecnie firma tworzy centrum badawcze baterii w Daejeon, Chungcheongnam-do.

Samsung SDI niedawno ogłosił plan rozpoczęcia masowej produkcji baterii ze stałym elektrolitem w 2027 roku. Komponent baterii, nad którym pracują, osiągnie gęstość energii 900 Wh/l i będzie miał żywotność do 20 lat, umożliwiając 80% naładowanie w ciągu 9 minut.

Panasonic współpracował z Toyotą w 2019 r., mając na celu przejście baterii półprzewodnikowych z fazy eksperymentalnej do industrializacji. Obie firmy założyły również przedsiębiorstwo baterii półprzewodnikowych o nazwie Prime Planet Energy & Solutions Inc. Jednak obecnie nie ma żadnych dalszych aktualizacji. Niemniej jednak Panasonic ogłosił wcześniej w 2023 r. plany rozpoczęcia produkcji baterii półprzewodnikowych przed 2029 r., głównie do użytku w bezzałogowych statkach powietrznych.

W ostatnim czasie pojawiły się ograniczone informacje dotyczące postępów CALB w dziedzinie baterii półprzewodnikowych. W czwartym kwartale ubiegłego roku CALB oświadczył na globalnej konferencji partnerów, że ich baterie półprzewodnikowe zostaną zainstalowane w pojazdach luksusowej marki zagranicznej w czwartym kwartale 2024 roku. Baterie te mogą osiągnąć zasięg 500 km po 10-minutowym ładowaniu, a ich maksymalny zasięg może osiągnąć 1000 km.

Zastępca dyrektora Central Research Institute w EVE Energy, Zhao Ruirui, ujawnił najnowsze osiągnięcia w dziedzinie baterii ze stałym elektrolitem w czerwcu tego roku. Podobno EVE Energy realizuje plan technologiczny, który obejmuje siarczkowe i halogenkowe elektrolity stałe. Planują wprowadzić na rynek pełne baterie ze stałym elektrolitem w 2026 r., początkowo skupiając się na hybrydowych pojazdach elektrycznych.

Guoxuan High-Tech wypuścił już „Jinshi Battery”, w pełni stały akumulator, który wykorzystuje elektrolity siarczkowe. Może pochwalić się gęstością energii do 350 Wh/kg, przewyższając główne baterie trójskładnikowe o ponad 40%. Mając półstałą zdolność produkcyjną wynoszącą 2 GWh, Guoxuan High-Tech zamierza przeprowadzić testy na małą skalę w pojazdach pełnego stałego akumulatora Jinshi w 2027 r., mając na celu osiągnięcie masowej produkcji do 2030 r., gdy łańcuch przemysłowy będzie dobrze rozwinięty.

Xinwanda po raz pierwszy szczegółowo ujawniła postępy w zakresie baterii w pełni półprzewodnikowych w lipcu tego roku. Xinwanda oświadczyła, że ​​dzięki innowacjom technologicznym spodziewa się obniżyć koszt baterii w pełni półprzewodnikowych na bazie polimerów do 2 juanów/Wh do 2026 r., co jest zbliżone do kosztu tradycyjnych baterii litowo-jonowych. Planują masową produkcję baterii w pełni półprzewodnikowych do 2030 r.

Podsumowując, dziesięć największych światowych firm litowo-jonowych aktywnie rozwija baterie półprzewodnikowe i czyni znaczne postępy w tej dziedzinie. CATL przewodzi stawce, skupiając się na materiałach półprzewodnikowych i siarczkowych, dążąc do gęstości energii 500 Wh/kg. Inne firmy, takie jak BYD, LG Energy Solution, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech i Xinwanda, również mają swoje odpowiednie mapy drogowe i harmonogramy technologiczne dla rozwoju baterii półprzewodnikowych. Wyścig o baterie półprzewodnikowe trwa, a te firmy dążą do osiągnięcia komercjalizacji i masowej produkcji w nadchodzących latach. Oczekuje się, że ekscytujące postępy i przełomy zrewolucjonizują branżę magazynowania energii i doprowadzą do powszechnego przyjęcia baterii półprzewodnikowych.