Πριν λίγες ημέρες διάβασες ότι η Toyota στοχεύει σε 40 χρόνια διάρκεια ζωής για τις μπαταρίες στερεάς κατάστασης, αλλά η συζήτηση γύρω από τις εν λόγω μπαταρίες (solid-state batteries, SSB) έχει διαρκέσει πάνω από μια δεκαετία.
Υπόσχεση υπήρξε από την Toyota για το 2025, η Samsung δήλωνε ότι ήταν “δίπλα μας”, ενώ η QuantumScape είδε την αξία της μετοχής της να εκτοξεύεται με τις υποσχέσεις της για μια επαναστατική τεχνολογία. Και όμως, σήμερα, εξακολουθείς να αγοράζεις ηλεκτρικά αυτοκίνητα με παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου-ιόντων, είτε τεχνολογίας NMC, είτε LFP.
Η αλήθεια είναι ότι οι ορολογίες και οι υποσχέσεις έχουν αρχίσει να χάνουν την αξιοπιστία τους, με τον όρο solid-state battery να γίνεται περισσότερο όρος του marketing παρά καθαρός τεχνολογικός όρος.
Καταρχάς, η βασική ιδέα πίσω από τις SSB είναι η αντικατάσταση του υγρού ηλεκτρολύτη με στερεό, κάτι που υποτίθεται ότι θα αυξήσει την ασφάλεια, την ενεργειακή πυκνότητα και τον ρυθμό φόρτισης. Στην πράξη όμως, υπάρχουν διάφορα είδη:
- All-solid-state battery (ASSB): Καθόλου υγρό ηλεκτρολύτη.
- Semi-solid-state battery: Λιγότερο από 10% υγρού ηλεκτρολύτη.
- Quasi-SSB: Λιγότερο από 5% υγρού ηλεκτρολύτη.
Οι ορισμοί αυτοί δεν είναι καθολικά αποδεκτοί, και πολλές εταιρείες βασίζονται περισσότερο στην απόδοση της μπαταρίας παρά στην ακριβή σύνθεση. Το συμπέρασμα; Η ονομασία έχει μικρή σημασία αν η μπαταρία φορτίζει γρήγορα, παρέχει μεγάλη αυτονομία και είναι ασφαλής.
Έχουν -κατά καιρούς- υπάρξει αναγγελίες για διάθεση μοντέλων από κινεζικές εταιρίες με τέτοιες μπαταρίες, αλλά από τις πρώτες εμπορικές προσπάθειες μαζικής φύσης έρχεται από την SAIC, που ξεκίνησε προπαραγγελίες για το νέο MG4 με semi-solid-state μπαταρία (περίπου 5% υγρό ηλεκτρολύτη). Αυτό έχει αυτονομία περίπου 537 χλμ., ενεργειακή πυκνότητα περίπου 180 Wh/κιλό και τιμή στην Κίνα 102.800 γουάν (περίπου 12.500 ευρώ).
Υπάρχουν, όμως, και οι υπόλοιποι παίκτες με πιλοτικές γραμμές παραγωγής. Η QuantumScape σε συνεργασία με τη Volkswagen έχουν τοποθετήσει την QSE5 στο ηλεκτρικό Ducati V21L, με ενεργειακή πυκνότητα 844 Wh/L, και φόρτιση 10-80% σε περίπου 12 λεπτά. Η BMW με τον τεχνικό της συνεργάτη Solid Power ασχολούνται με sulfide all-solid-state μπαταρίες πάνω σε ένα i7, οι οποίες είναι φιλικές στη βιομηχανική παραγωγή.
Η SK-ON χρησιμοποιεί WIP τεχνολογία για βελτιωμένη πυκνότητα και ενεργειακή απόδοση (περίπου 800 Wh/L), ενώ για τη Nissan στόχος είναι οχήματα με all-solid-state μπαταρίες έως το 2028, με in-house ανάπτυξη μπαταριών και συνεργασία με την Leicap.
Αν και οι πιλοτικές γραμμές δείχνουν πρόοδο, οι χρονοδιαγράμματα έχουν ιστορικό καθυστέρησης, και οι μπαταρίες πρέπει ακόμα να αντιμετωπίσουν σημαντικές τεχνικές προκλήσεις. Μερικές εξ’ αυτών είναι οι ακόλουθες:
- Θερμοκρασιακή ευαισθησία: Κάποιες μπαταρίες δουλεύουν μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες ή αποδίδουν χαμηλά σε υγρό κλίμα.
- Δημιουργία δενδριτών: Οι δενδρίτες είναι συγκεντρώσεις-κρυσταλλώδεις μάζες λιθίου με σχήμα που παραπέμπει σε ρίζες δέντρου, που σχηματίζονται στον ηλεκτρολύτη της μπαταρίας. Αν γεφυρώσουν την άνοδο με την κάθοδο και προκαλέσουν βραχυκύκλωμα, η μπαταρία μπορεί να πάψει να λειτουργεί, να πιάσει φωτιά ή ακόμα και να εκραγεί.
- SEI layer: Το στρώμα που σχηματίζεται γύρω από τους ηλεκτροδίσκους μειώνει την απόδοση με την πάροδο του χρόνου.
- Επαφή ηλεκτρολύτη – ηλεκτροδίου: Η σταθερή επαφή είναι δύσκολη με στερεό ηλεκτρολύτη, αυξάνοντας την αντίσταση.
- Μαζική παραγωγή: Απαιτεί διαφορετικές διαδικασίες, εξοπλισμό και ποιοτικούς ελέγχους σε σχέση με τις κλασικές μπαταρίες λιθίου.
Το μόνο σίγουρο είναι ότι η τεχνολογία προχωρά, αλλά η επανάσταση που μας υποσχέθηκαν πριν από δέκα χρόνια δεν έχει ακόμη υλοποιηθεί πλήρως. Υπάρχουν παραδείγματα που δείχνουν ότι η τεχνολογία μπορεί να φτάσει σε σένα με ασφάλεια και ρεαλιστικές τιμές, ενώ οι πιλοτικές γραμμές αποδεικνύουν τη δέσμευση των μεγάλων κατασκευαστών.
Η λογική στάση για το 2026 είναι επιφυλακτική αισιοδοξία, καθώς γίνεται σημαντική πρόοδος, αλλά η μαζική παραγωγή και η πλήρης απελευθέρωση των all-solid-state μπαταριών παραμένει στο μέλλον, πιθανότατα στις αρχές της δεκαετίας του 2030. Ωστόσο, εκτιμώ ότι τα πρώτα ηλεκτρικά με τέτοιες μπαταρίες θα τα δούμε στην Ελλάδα το 2028-2029.
[Photo credit: depositphotos.com]