O pevnolátkových bateriích se mluví už řadu let. Automobilky i výrobci elektroniky v nich vidí klíč k zásadní proměně elektromobility. Slova jako „revoluce“ nebo „zásadní průlom“ se používají často, realita ale zatím zůstává dost za očekáváními. Kdy tedy tato technologie skutečně dorazí na trh? A co konkrétně přinese?
Pevnolátkové baterie: Kdy dorazí a co změní?
Články na téma baterie v elektroautech:
- Kdy přijdou konečně ty revoluční baterie do elektromobilů?
- Výroba baterií do elektromobilů
- Kapacita baterie elektromobilu
- Napětí a kapacita baterie elektromobilu
- Nová baterie Tesly umožní zvýšit dojezd elektromobilu
- Recyklace baterií elektromobilů
- Výroba baterií pro elektromobily v Číně
- Předehřev baterie – jedna z nejdůležitějších funkcí elektromobilů
- Výroba baterií do elektromobilů v EU může zachránit místní autoprůmysl
- Baterie do elektromobilu umí stabilizovat síť. Je to dobrý nápad?
- Baterie v elektromobilech – současné technologie
- Elektromobily a jejich baterie: rozdělení a vlastnosti jednotlivých technologií
- Elektromobily a jejich baterie: rozdělení a vlastnosti jednotlivých technologií (2. díl)
- Elektromobil a kapacita baterie: Proč se liší reálná a použitelná?
- Startovací baterie elektromobilu: Proč tam vlastně je?
- Solid-state baterie elektromobilů: Kdy se dočkáme? - právě čtete
- Oprava, nebo výměna? Jak se dnes vrací život bateriím elektromobilů
- Baterie do elektromobilu a její posmrtný život
- Solid‑state baterie: Svatý grál v nedohlednu?
- Každá baterie do elektromobilu bude muset mít svůj pas
- Exploze uvnitř Tesly? Ve skutečnosti jde o klíčový bezpečnostní systém
- Baterie do elektromobilu: Jak to aktuálně vypadá s cenami?
- Cell-to-pack vs. cell-to-chassis: BYD a Tesla jdou jinou cestou
- Spotřeba elektromobilu: Jak je na tom 12V baterie?
- Cell balancing: Proč je to potřeba?
- Elektromobily: kapacita baterie je vždy vyšší než využitelná
Co je vlastně pevnolátková baterie
Základní rozdíl oproti dnešním lithium-iontovým článkům spočívá v elektrolytu. Klasické akumulátory používají kapalný nebo gelový elektrolyt, který umožňuje pohyb iontů mezi elektrodami. Pevnolátkové baterie tento prvek nahrazují tuhým materiálem – obvykle keramickým, polymerním nebo skleněným (speciální vodivé sklo je v tuto chvíli ve vývoji). Tím se eliminuje riziko úniku elektrolytu a snižuje se hořlavost, což má zásadní dopad na bezpečnost.
Pevný elektrolyt zároveň umožňuje využít kovovou lithiovou anodu. V praxi by to mělo znamenat delší dojezd při stejné hmotnosti baterie, nebo naopak nižší hmotnost při stejném dojezdu. Výrobci hovoří o zvýšení energetické hustoty o 30 až 50 procent, což by u běžného elektromobilu mohlo znamenat nárůst dojezdu o 150 až 250 kilometrů.
Proč to trvá tak dlouho
Vývoj pevnolátkových baterií není jednoduchý. V laboratořích fungují výborně, ale přenést je do sériové výroby se ukazuje jako tvrdý oříšek. Hlavním problémem je kontakt mezi pevnými vrstvami elektrolytu a elektrod, který musí být dokonalý, aby se ionty mohly volně pohybovat. Jakmile dojde k mikroskopickým mezerám, zvyšuje se odpor a snižuje výkon. Dalším úskalím je výroba samotného elektrolytu, který musí být homogenní a přitom mechanicky odolný.
Z technologického hlediska se tedy nejedná o drobný krok vpřed, ale o zcela novou generaci akumulátorů. Proto se termíny uvedení neustále posouvají. Toyota například ještě před několika lety slibovala první sériový model se solid-state baterií už kolem roku 2025, dnes však mluví spíše o druhé polovině dekády. Podobně i další firmy, například Nissan, BMW, Hyundai či Volkswagen, své harmonogramy průběžně korigují.
Kdo má nejblíže k cíli
V současnosti se zdá, že nejdál pokročila japonská Toyota, která už má hotové první prototypy článků a plánuje jejich nasazení do hybridních vozů. Ty by měly posloužit jako testovací platforma, než se technologie rozšíří do čistých elektromobilů. Na druhé straně Atlantského oceánu vyvíjí pevnolátkové články také americký startup QuantumScape, do nějž investoval koncern Volkswagen. Firma slibuje výrazně kratší časy nabíjení – z 10 na 80 procent kapacity by mělo být možné dobít za méně než 15 minut.
Další silní hráči jako Samsung SDI, Solid Power či ProLogium tvrdí, že jsou rovněž blízko průmyslové výroby. Je však nutné připomenout, že „blízko“ v kontextu bateriového vývoje znamená horizont několika let. Současné linky zvládnou vyrobit jen malé množství článků, navíc za velmi vysoké náklady.
- Přečtěte si také: Dojezd elektromobilů už se moc zvyšovat nebude, není důvod
Co změní jejich nástup
Pokud se pevnolátkové baterie podaří vyrábět ve velkém, dopady budou výrazné. Prvním přínosem bude bezpečnost. Baterie s pevným elektrolytem by se neměly vznítit ani při mechanickém poškození. To by mohlo zjednodušit konstrukci akumulátorových modulů, které dnes musí obsahovat množství ochranných systémů.
Druhým klíčovým přínosem je energetická hustota. Menší a lehčí baterie znamenají nižší hmotnost vozidla, a tím pádem i lepší efektivitu. Automobilky by mohly nabídnout delší dojezd bez nutnosti instalovat obrovské akumulátory. Zároveň se očekává, že pevné články budou mít delší životnost a nižší degradaci v čase, což by mohlo zvýšit zůstatkovou hodnotu elektromobilů na trhu ojetin. Nesmíme ale zapomínat ani na ekologickou stránku. Vyšší účinnost a menší spotřeba surovin by mohla snížit celkovou uhlíkovou stopu výroby baterií. Některé koncepty navíc počítají s tím, že se obejdou bez kontroverzního kobaltu.
Kdy se dočkáme
Odborníci se shodují, že skutečný nástup pevnolátkových baterií v osobních autech nastane nejdříve kolem roku 2028 až 2030. Do té doby budou dominovat vylepšené lithium-iontové články. První pevnolátkové akumulátory dost možná zamíří do menších zařízení, například do chytrých hodinek nebo lékařských implantátů, kde se počítá každý milimetr prostoru a každé zvýšení bezpečnosti má velkou hodnotu.
V automobilovém světě půjde nejprve o prémiové modely, kde nebude problém vyšší cenu kompenzovat celkovou hodnotou vozu. Jakmile se výroba rozšíří a náklady sníží, začne se technologie šířit dál. Stejně jako u dnešních lithium-iontových baterií lze očekávat, že k masovému rozšíření povede spíše evoluce než převrat, který by nastal ze dne na den.
Zdroj médií: Depositphotos.