De BMW Group heeft grootformaat solid-state accucellen van partner Solid Power geïntegreerd in een testauto, een BMW i7. Het doel is om te testen hoe de solid-state cellen zich gedragen bij dagelijks gebruik op de weg.

BMW en Solid Power werken al jaren samen aan solid-state batterijen. De samenwerking dateert van 2016. Drie jaar geleden werd het serieus toen beide partijen een overeenkomst voor overdracht van technologie getekend. Een direct resultaat is het testen van solid-state cellen in een testauto van BMW.

De vaste energiecellen met hun op sulfide gebaseerde elektrolyt zijn volledig geïntegreerd in een accupakket, waarvan de BMW Group hoopt dat het de komende maanden verdere essentiële bevindingen zal opleveren in het testprogramma. De partners willen met name het beheer van de celexpansie onderzoeken. Beide partners onderzoeken ook hoe de werkdruk kan worden geregeld en hoe de temperatuursgrenzen kunnen worden aangepast.

BMW geeft niet veel meer details, maar stelt dat de conceptaccu in de testauto “beproefde Gen5-constructieprincipes (prismatische cellen in modules) combineert met nieuwe, innovatieve moduleconcepten voor de integratie van ASSB-cellen van Solid Power.”

Gen5 verwijst naar de prismatische cellen die momenteel in modules in elektrische auto's van BMW zitten. Dit zijn nog niet de toekomstige ronde cellen van de nieuwe klasse, die het bedrijf Gen6 noemt. De testauto is een aangepaste i7, het nieuwe elektrische vlaggenschip dat BMW in april 2022 presenteerde.

Hogere energiedichtheid

BMW en Solid Power zien een hogere energiedichtheid dan de huidige accutechnologieën als een van de belangrijkste voordelen van de solid-state accu. Het bedrijf uit München benadrukt dat de innovatieve cellen weliswaar worden ontwikkeld en geproduceerd door Solid Power, maar dat dit gebeurt in nauwe samenwerking met experts van de BMW Group.

De partners zien het potentieel, maar er komt geen snelle serieproductie: “Er zijn verdere ontwikkelingsstappen nodig om de ASSB-technologie te implementeren in een concurrerend algemeen opslagsysteem,” aldus het persbericht.

Martin Schuster, Vice President Battery Cells and Cell Modules bij BMW Group, licht toe: “Onze BMW i7 ASSB testauto op de weg is een perfect voorbeeld van de technologie-open mentaliteit van BMW Group. We werken voortdurend aan de ontwikkeling van nieuwe batterijceltechnologieën en breiden onze knowhow uit met waardevolle partners zoals Solid Power.”

President en Chief Executive Officer van Solid Power, John Van Scoter, reageerde: “Solid Power is er bijzonder trots op dat onze samenwerking met BMW heeft geresulteerd in de eerste demonstratie van echt volledig solid-state batterijcellen in een voertuig. Wij geloven in de belofte van ASSB's en blijven innovatie van onze sulfide elektrolyt stimuleren om die toekomst voor EV's te ondersteunen.”

Kwalificatieproces

Solid Power produceerde en leverde eind 2023 de eerste A-monsters van de solid-state cellen aan BMW. Deze levering markeerde het begin van het formele kwalificatieproces voor de auto-industrie. BMW wilde de cellen voor het midden van het huidige decennium in een demonstratievoertuig installeren en dat is gelukt.

Tegelijkertijd is BMW bezig met het opzetten van een prototypelijn voor solid-state accucellen op basis van de solid-power-ontwerpen in zijn bedrijf. Competentiecentrum voor celproductie in Parsdorf in de buurt van München. Dit wordt mogelijk gemaakt door een onderzoeks- en ontwikkelingslicentie die BMW van het Amerikaanse bedrijf heeft gekregen.

Universiteit van Colorado spin-off

Solid Power werd in 2011 opgericht als spin-off van de Universiteit van Colorado. Vandaag de dag is het bedrijf een van 's werelds meest veelbelovende ontwikkelaars van solid-state batterijcellen. In de zomer van 2022 kondigde het Amerikaanse bedrijf aan dat het de volgende stappen had voltooid de installatie van zijn proefproductielijn en kon nu cellen leveren voor kwalificatietests aan zijn investeerders en klanten.

Naast BMW behoren SK On en Ford tot de meest prominente partners. De proeflijn zal automatisch volledig vaste batterijcellen produceren met behulp van sulfide-gebaseerd vast elektrolytmateriaal van het bedrijf. Op volle capaciteit zal de pilootlijn naar verwachting ongeveer 15.000 cellen per jaar kunnen maken. De serieproductie zal later van start gaan.

Het bedrijf gebruikt conventionele NMC-kathodes, zodat de productie niet hoeft te worden omgeschakeld. In combinatie met een siliciumanode en een vaste elektrolyt wil Solid Power een cel bouwen met een gravimetrische energiedichtheid van 390 Wh/kg. Als een lithiummetaalanode wordt gebruikt in plaats van de siliciumanode, haalt de cel (nog steeds met een NCM-811-kathode) een energiedichtheid van 440 Wh/kg.

“De samenwerking met Solid Power onderstreept de batterijstrategie van BMW Group: het verder ontwikkelen van innovatieve batterijtechnologieën op gelijke voet met toonaangevende industriële partners. Deze strategisch sterke positie in de waardeketen verzekert de BMW Group van toegang tot al het nieuwe en innovatieve onderzoek naar batterijcellen wereldwijd,” concludeert het BMW persbericht.