Solid Power, de in de VS gevestigde ontwikkelaar van accu's, heeft een nieuwe stap gezet om de commercialisering van zijn volledig solid-state accutechnologie te versnellen door de krachten te bundelen met Samsung SDI en BMW Group. Deze stap kan een nieuwe fase inluiden in de lange zoektocht van de industrie om verder te gaan dan conventionele lithium-ioncellen.

Het partnerschap, dat eind oktober werd aangekondigd, brengt drie belangrijke pijlers van het opkomende ecosysteem van solid-state samen: Solid Power's op sulfide gebaseerde vaste elektrolyttechnologie, Samsung SDI's expertise op het gebied van grootschalige celproductie en BMW's test- en integratiecapaciteiten voor de auto-industrie.

Productie op industriële schaal

Samen willen de bedrijven de kloof dichten tussen doorbraken in het laboratorium en productie op industriële schaal, een sprong die tot nu toe een groot deel van het veld heeft belemmerd.

Solid Power heeft jarenlang gewerkt aan de ontwikkeling van een sulfide-elektrolyt met hoge geleidbaarheid dat de brandbare vloeistof in de huidige lithium-ionbatterijen vervangt.

Het resultaat, zegt het bedrijf, is een cel met een hogere energiedichtheid, verbeterde veiligheid en het potentieel voor lagere productiekosten door gebruik te maken van bestaande lithium-ion productielijnen.

Prototype cellen voor BMW i7 testauto

Het bedrijf exploiteert een proeffabriek voor rollen op rollen in Colorado en levert al prototypecellen aan partners voor tests. BMW heeft bevestigd dat het de technologie van Solid Power evalueert in een aangepaste i7 testauto.

Dit testvoertuig, onthuld in 2025, maakt gebruik van op sulfide gebaseerde elektrolytcellen van Solid Power, die een hogere energiedichtheid, verbeterde veiligheid en sneller opladen beloven dan de huidige lithium-ionbatterijen.

Niet voor het einde van het decennium

Hoewel de samenwerking met Solid Power - en nu met Samsung SDI - duidt op een groeiend momentum, heeft BMW duidelijk gemaakt dat massaproductie nog enkele jaren op zich laat wachten. Dat het nog te duur is, is een van de belangrijkste redenen.

Het bedrijf verwacht geen productieauto met solid-state batterijen te lanceren voor het einde van het decennium, met kleinschalige inzet waarschijnlijk rond 2029 en bredere commercialisatie gericht op 2030.

De toevoeging van Samsung SDI aan de alliantie kan doorslaggevend zijn. Als een van 's werelds grootste batterijfabrikanten brengt Samsung diepgaande proceskennis en een productie-infrastructuur op gigawattschaal met zich mee.

Dit zijn middelen die zouden kunnen helpen om de prototypes van Solid Power om te zetten in een levensvatbaar commercieel product. De samenwerking van het trio suggereert dat de technologie evolueert van proof-of-concept naar echte autokwalificatie.

Concurrentie verhevigt

De vooruitgang van Solid Power komt op een moment dat de concurrentie op het gebied van solid-state batterijen toeneemt. Het in Californië gevestigde QuantumScape blijft werken aan een anodevrij keramisch ontwerp met ambitieuze doelstellingen voor energiedichtheid van meer dan 1.000 Wh/L.

Ondertussen hebben Toyota en Volkswagen beloofd dat ze voor het einde van het decennium met solid-state voertuigen zullen rijden. Samsung SDI heeft zelf publiekelijk gemikt op ongeveer 900 Wh/L voor zijn eigen solid-state cellen tegen 2027.

In tegenstelling tot sommige rivalen richt de strategie van Solid Power zich op evolutionaire fabricage, waarbij bestaande lithium-ionapparatuur wordt aangepast in plaats van het productieproces opnieuw uit te vinden.

Analisten zeggen dat dit het bedrijf een kosten- en snelheidsvoordeel kan opleveren als zijn sulfide elektrolyt consistent op schaal kan worden geproduceerd. Het bedrijf ontving ook tot $50 miljoen aan financiering van het Amerikaanse ministerie van Energie om de elektrolytproductie uit te breiden.

Er blijven uitdagingen bestaan

Toch blijven er nog grote uitdagingen over. Het produceren van grote, defectvrije vaste elektrolyten, het voorkomen van dendrietvorming en het behouden van de prestaties gedurende duizenden laadcycli blijven allemaal technische hindernissen.

En zelfs met belangrijke partners aan boord, waarschuwen insiders uit de industrie dat daadwerkelijke massaproductie waarschijnlijk nog enkele jaren op zich zal laten wachten, aangezien de meeste voorspellingen de eerste commerciële solid-state EV's plaatsen rond 2027-2030.

Toch onderstreept de alliantie met Samsung SDI en BMW een groeiend gevoel dat solid-state technologie steeds dichter bij de realiteit komt.

Voor Solid Power is het partnerschap niet alleen een validatie van haar chemie, maar ook een potentiële brug naar industriële relevantie. En dat is een cruciale stap om de belofte van solid-state batterijen om te zetten in de energiebron voor de volgende generatie elektrische voertuigen.

Investeren in solide energie

Voordat Samsung SDI in de mix werd opgenomen, was BMW al een van de eerste en meest toegewijde partners van Solid Power in de ontwikkeling van solid-state batterijen. De automaker investeerde voor het eerst in de in Colorado gevestigde startup via BMW i Ventures in 2017 en verdiepte de relatie in 2021 met een gezamenlijke ontwikkelingsovereenkomst om de sulfide-elektrolytcellen van Solid Power te testen.

In 2022 tekende BMW een O&O-licentie die het bedrijf toestond zelf prototypecellen te produceren met behulp van de technologie van Solid Power. Deze zeldzame stap gaf zijn ingenieurs praktische ervaring met solid-state chemie en productie.

Tegen 2024 culmineerde die samenwerking in de integratie van de grootformaatcellen van Solid Power in een testvoertuig van de BMW i7, dat nu op de openbare weg rijdt. De nieuwe alliantie in 2025 met Samsung SDI bouwt voort op dit grondwerk door een belangrijke productiepartner toe te voegen om de technologie te helpen opschalen naar commerciële productie later in het decennium.