Na czym polega fenomen baterii solid-state? Klasyczne akumulatory litowo-jonowe składają się z trzech kluczowych elementów: anody (elektrody ujemnej), katody (elektrody dodatniej) oraz ciekłego elektrolitu, w którym zawieszony jest separator. Ten ostatni pełni funkcję ścieżki, po której jony litu przemieszczają się między anodą a katodą podczas ładowania i rozładowywania. Ta płynna substancja pozostaje jednak największą piętą achillesową ogniw Li-Ion, gdyż jest wysoce łatwopalna, podatna na wycieki, a w skrajnych temperaturach traci na wydajności.
Akumulatory typu solid-state są z definicji pozbawione tych niedoskonałości, gdyż w ich przypadku rezygnuje się z płynnego lub żelowego chemizmu na rzecz stałego materiału przewodzącego; najczęściej ceramicznego, polimerowego lub szklanego. Stały elektrolit pełni jednocześnie funkcję przewodnika jonów oraz fizycznego separatora między elektrodami.
Brak płynnego elektrolitu pozwala na uzyskanie znacznie wyższej gęstości energetycznej, a więc dłuższego czasu pracy bez konieczności zwiększania gabarytów baterii. Eliminacja łatwopalnych elementów ma ponadto znacznie zwiększyć bezpieczeństwo, gdyż taki akumulator nie wybuchnie nawet po fizycznym uszkodzeniu.
Minusy? Akumulatory ze stałym elektrolitem są bardzo trudne, a więc i kosztowne w produkcji, ale Samsung wierzy, że jest już na ostatniej prostej przed komercjalizacją.
Samsung przygotowuje się do masowej produkcji baterii solid-state
Jak donosi Korea JoongAng Daily, pierwsze próbki testowe akumulatorów Samsunga trafiły już do globalnych kontrahentów, zbierając bardzo dobre opinie na temat gęstości energetycznej i stabilności działania. Dlatego trwają już prace nad uruchomieniem linii montażowych.
"Samsung SDI obecnie rozwija tę technologię z zamiarem rozpoczęcia masowej produkcji w drugiej połowie 2027 roku" – potwierdziła Kim Eun-ha, wiceprezes i szefowa zespołu ds. rozwoju produkcji baterii ze stałym elektrolitem w Samsung SDI.
W pierwszej kolejności akumulatory solid-state Samsunga mają trafić do samochodów elektrycznych oraz humanoidalnych robotów, gdyż w ich przypadku połączenie wysokiej gęstości energetycznej i bezpieczeństwa gra pierwsze skrzypce. Oczekuje się jednak, że w przyszłości technologia ta może zrewolucjonizować także inne branże, wliczając w to smartfony czy laptopy.
Największym wyzwaniem na drodze do masowej adaptacji w różnych branżach pozostają kwestie ekonomiczne. Według szacunków SNE Research, koszt produkcji akumulatorów stałych wynosi obecnie od 400 do 600 dolarów za kilowatogodzinę, podczas gdy w przypadku ogniw litowo-jonowych jest to ok. 128 dolarów.
Eksperci prognozują jednak, że wraz z rozwojem nowych rynków - w tym robotyki - i postępującym efektem skali, koszty produkcji ogniw solid-state spadną, co pozwoli szersze wdrożenie tej technologii.
