CATL wil achterstand in solid-state batterijen inhalen tegen 2027

CATL, China's grootste batterijfabrikant, wil tegen 2027-2028 volledig vaste accu's produceren in kleine batches, aldus een van zijn leidinggevenden op de China International Battery Fair (CIBF) 2024. De Chinezen, die wereldleider zijn op het gebied van vloeibare lithium-ion accu's, vrezen dat toekomstige solid-state accutechnologie hun leidende positie kan veranderen in een achterstand.

Het is de eerste keer dat CATL een aanwijzing geeft over zijn tijdschema om solid-state batterijen te gaan produceren. Toyota was een van de eersten die in juni 2023 aankondigde dat het al in 2027 een volledig solid-state batterij zal hebben. Die moet een actieradius van 1.200 km mogelijk maken, later tot 1.500 km, en snel opladen van 10-80% in tien minuten of minder.

Toyota's 1.300 patenten

Toyota heeft meer dan 1300 patenten aangevraagd voor solid-state batterijen, terwijl Chinese batterijbedrijven er minder dan 100 hebben. dat de Japanners en het Westen in hun nek hijgen. Om zich te verdedigen hebben de Chinese fabrikanten van batterijen en auto's zich verenigd in een door de overheid geleid initiatief om volledig solid-state batterijen op de markt te brengen.

In februari 2024 kondigden ze het All-Solid-State Battery Collaborative Innovation Platform (CASIP) aan om de inspanningen van universiteiten, autofabrikanten en batterijfabrikanten te bundelen. Dit platform zal zes van de tien grootste batterijfabrikanten ter wereld samenbrengen. Daaronder bevinden zich de nummer één en twee van China, die felle concurrenten zijn op het gebied van de huidige 'goedkopere' LFP-batterijen, CATL en BYD.

Solid-state batterijen gebruiken een vast materiaal als elektrolyt in plaats van vloeistoffen, waardoor ze veel hittebestendiger zijn. Ze beloven een hogere energiedichtheid en kortere oplaadtijden. De huidige best presterende NMC (Nikkel-Mangaan-Kobalt) accu's die worden gebruikt in premium EV's kunnen een dichtheid van 350 Wh/kg bereiken. Bij solid-state batterijen zijn cijfers van 500 Wh/kg denkbaar, wat een bereik van +1.000 km in een compacter formaat belooft.

De populaire, goedkopere lithium-ferrofosfaataccu's (LFP) hebben een lagere energiedichtheid. De nieuwste Shenxing Plus-batterij van CATL, die net is onthuld, heeft een energiedichtheid van 205 Wh/kg, en de beste Blade-batterij van BYD is 190 Wh/kg.

Snel afbreekbaar

Maar een van de belangrijke problemen in de race naar de ultieme solid-state batterij is dat elektroden herhaaldelijk uitzetten en krimpen tijdens oplaadcycli.

Dat betekent dat de batterij snel degradeert na een paar honderd laadcycli, terwijl batterijen duizenden keren moeten kunnen worden opgeladen om economisch levensvatbaar te zijn. Toyota zegt dat het die hindernis heeft overwonnen met nieuwe kwaliteitsmaterialen.

De volgende uitdaging is het beschikbaar maken voor massaproductie om de prijzen te verlagen. Volgens het Japanse Science and Technology Agency kost de productie van solid-state batterijen vier tot 25 keer meer (430 tot 2500 dollar per kilowattuur) dan conventionele lithium-ion batterijen.

Niet voor 2030

Wereldwijd werken batterijontwikkelaars en autofabrikanten hard om als eerste solid-state batterijen op de markt te brengen. Toyota mikt op 2027-2028, maar sommige pioniers zoals het Europese StoreDot zeggen dat dit niet eerder dan 2030 zal gebeuren. BMW kondigde aan in 2025 een prototype BEV te lanceren en een productiemodel tegen het einde van het decennium. Nissan claimt het einde van het fiscale jaar 2028.

CATL heeft een R&D-team van bijna 1000 ingenieurs gewijd aan solid-state batterijtechnologie, maar erkent dat er nog een lange weg te gaan is voordat massaproductie mogelijk is. De hoofdwetenschapper, Wu Kai, zei op de Battery Fair dat zijn bedrijf, op een schaal van 0 tot 9, niet verder is dan 4 bij het oplossen van de technische problemen, om nog maar te zwijgen over de kosten.

Het doel van CATL is om in 2027 een score van 7-8 te halen, maar dat zou betekenen dat er maar zeer beperkt volledig vaste batterijen geproduceerd kunnen worden. De Chinezen geloven dat vloeibare batterijen nog minstens 20 jaar meegaan. Voor solid-state batterijen kan het 20-30 jaar duren voordat ze een marktaandeel van 50 procent hebben.