Článek
Technologický pokrok elektromobility je spojován s bateriemi s pevným elektrolytem (solid-state), které se považují za klíčový krok k vyřešení mnoha problémů spojených s tradičními lithium-iontovými bateriemi. S jejich příchodem by elektromobily měly získat vyšší dojezd, kratší dobu nabíjení a zlepšenou bezpečnost. I když technologie baterií s pevným elektrolytem stále není zcela připravena na masovou výrobu, přibližuje se den, kdy tyto přelomové baterie opustí vývojové laboratoře a stanou se běžnou součástí elektromobilů.
Jak fungují baterie s pevným elektrolytem?
Tradiční lithium-iontové baterie, které jsou v současnosti nejběžněji používané v elektromobilech, obsahují kapalný elektrolyt, který zajišťuje přenos iontů mezi elektrodami. Naproti tomu baterie s pevným elektrolytem používají elektrolyt ve formě pevného materiálu, což může zahrnovat polymery, sulfidové nebo oxidové sloučeniny. Tento design přináší několik klíčových výhod:
- Vyšší energetická hustota: Baterie s pevným elektrolytem mohou pojmout více energie při stejné hmotnosti, což znamená delší dojezd bez zvětšení velikosti a váhy baterie.
- Rychlejší nabíjení: Pevné elektrolyty umožňují rychlejší pohyb iontů, což zkracuje čas potřebný k nabíjení.
- Bezpečnost: Pevné elektrolyty eliminují riziko úniku elektrolytu a samovznícení, což jsou rizika tradičních lithium-iontových baterií.
Kdo jsou významní hráči v oblasti solid-state baterií?
Vývoj solid-state baterií se rychle rozvíjí, a to nejen v laboratořích, ale také v reálných podmínkách spolupráce s předními automobilkami. Některé společnosti již představily prototypy nebo uzavřely dohody o vývoji s významnými výrobci automobilů:
- Factorial Energy je jedním z lídrů v tomto odvětví a spolupracuje s automobilkami jako Mercedes-Benz, Stellantis a Hyundai. Nedávno představila baterii Solstice s pevným elektrolytem, vyvinutou společně s Mercedes-Benz, která dosahuje průlomové energetické hustoty až 450 Wh/kg, což je o více než 50 % více než u tradičních lithium-iontových baterií, které mají hustotu pod 300 Wh/kg. Hyundai už 9. března 2025 představí také svou verzi solid-state baterie.
- QuantumScape spolupracuje s Volkswagenem a slibuje podobné výhody, včetně vyšší hustoty energie a bezpečnosti.
- BMW, Toyota a Honda se rovněž zaměřují na vývoj solid-state baterií, přičemž některé automobilky plánují zahájit sériovou výrobu kolem roku 2028.
Jaké jsou výzvy spojené s masovou výrobou solid-state baterií?
I když se baterie s pevným elektrolytem jeví jako technologie budoucnosti, jejich masová výroba čelí řadě výzev. Výroba těchto baterií si totiž vyžaduje zcela nové výrobní procesy a infrastrukturu. Tradiční továrny a postupy pro výrobu lithium-iontových baterií nejsou pro solid-state technologie vždy vhodné a pro přechod na masovou výrobu bude nutné investovat do nových továren a procesů. To znamená nejen čas, ale také značné finanční prostředky.
Společnost Factorial se již pustila do realizace tohoto cíle a otevřela jednu z největších výrobních linek solid-state baterií v USA, s kapacitou 200 MWh.
Mají lithium-iontové baterie stále potenciál?
Přestože se některé automobilky chystají na zavedení solid-state baterií do sériové výroby v horizontu několika krátkých let, BMW zůstává vůči těmto optimistickým tvrzením skeptické. Podle Frank van Meela, šéfa divize BMW M, by tato technologie mohla být skutečně dostupná až za osm let, proto se automobilka soustředí na vývoj vylepšených lithium-iontových baterií, které budou už součástí jejich nové modelové řady Neue Klasse.
BMW také zdůrazňuje, že zatímco baterie s pevným elektrolytem mají potenciál, jejich komerční nasazení stále čelí technickým problémům s životností, spolehlivostí a bezpečností.
V rámci modelu Neue Klasse přitom BMW slibuje významná vylepšení v oblasti lithium-iontových baterií:
- 30 % rychlejší nabíjení
- 30 % delší dojezd
- 20 % vyšší energetická hustota
- 800V elektrická architektura pro vyšší výkon
Tato vylepšení by měla nabídnout téměř stejný výkon jako solid-state baterie, ale bez komplikací spojených s jejich vývojem.
Jsou solid-state baterie už nasazené v praxi?
Zatímco některé automobilky jsou opatrné, jiní výrobci již začínají solid-state technologie komerčně využívat. Čínská automobilka Nio nasadila baterie s částečně pevným elektrolytem ve svém modelu ET7 s 150kWh baterií, která umožňuje dojezd až 892 kilometrů na jedno nabití. Tento typ baterií se už dostává také na trhy mimo Čínu – například Stellantis plánuje nasadit baterie od společnosti Factorial do prototypového modelu Dodge Charger Daytona.
Baterie s pevným elektrolytem přinesou významné úspory hmotnosti, což je zásadní pro velké vozy, jako jsou SUV a pick-upy, ale i pro dodávky, které potřebují zajistit dostatečnou užitečnou hmotnost bez překročení povolené hmotnosti.
Jaký je výhled do budoucnosti?
I když je před námi ještě několik let vývoje a zdokonalování baterií s pevným elektrolytem, je jasné, že skokový pokrok v elektromobilitě je na dosah. Automobilky jako např. BMW se soustředí na vylepšení stávajících technologií a okamžíté nasazení do produkce výroby nových vozů, zatímco jiné, se připravují na zavedení solid-state baterií v horizontu pár let.
Pokud bude vše pokračovat podle plánu, v příštích letech se elektromobily s těmito revolučními bateriemi stanou realitou a s nimi i zcela nová éra elektromobility – s vyšším výkonem, delším dojezdem, rychlejším nabíjením a bezpečnějším užíváním.
Automobilky tak budou čelit nejen technologickým, ale i komerčním výzvám, výrobci budou muset vybalancovat vysoce očekávaný vývoj nových technologií s náklady a časovými nároky spojenými s masovou výrobou.
Revoluce v elektromobilech s bateriemi s pevným elektrolytem je jistě blízko, ale cesta k masové produkci a dostupnosti na trhu je stále plná výzev, které budou muset automobilky a výrobci baterií překonat.
Technika elektromobilů špičková, bude to ale stačit?
Celospolečensky stále zůstává klíčové udržet nenucenou důvěru v elektromobilitu, a to jak z hlediska cenové dostupnosti samotných elektromobilů, tak s ohledem na stávající dobíjecí infrastrukturu a především cenovou výhodnost veřejného nabíjení. Bez spolehlivé sítě dobíjecích stanic a ekonomicky smysluplného provozu elektromobilů nelze očekávat masové přijetí sebelepší technologie, a to stále platí, bez ohledu na překotný technologický vývoj elektromobilů.
