Polovodičové baterie možná dorazí do telefonů o deset let dříve než do aut

Pohled společnosti LG Energy Solution na polovodičové baterie je opatrný, ale poměrně konkrétní: největší překážkou zůstává velkosériová výroba. Robert Lee, prezident severoamerické divize firmy, uvedl, že malé polovodičové články by se ve smartphonech a další specializované elektronice mohly objevit přibližně o deset let dříve, než bude tato technologie prakticky použitelná v elektromobilech. ^T

Nejde o tvrzení, že polovodičové baterie nejsou možné nebo že všechna malá zařízení přejdou na tuto technologii podle pevně daného harmonogramu. Lee tím upozorňuje na rozdíl mezi výrobou slibného článku v malém formátu a opakovanou produkcí velkých automobilových článků s požadovanou kvalitou, spolehlivostí, výtěžností a cenou.

S rostoucí velikostí článku problém narůstá

Polovodičové baterie jsou atraktivní mimo jiné díky potenciálně vysoké energetické hustotě v kompaktním provedení. Baterie pro elektromobil však není jednoduše zvětšenou baterií z telefonu. Automobilové články se musí vyrábět v obrovských objemech a následně po řadu let spolehlivě fungovat v náročných podmínkách provozu.

Leeho argument se proto netýká jen toho, zda polovodičové materiály dokážou v laboratoři nabídnout působivé výsledky. Klíčovou otázkou je, zda výrobci dokážou tyto výsledky převést do odolného, cenově dostupného a vysoce výkonného výrobního procesu. Podle zpráv o jeho vyjádření zůstává nevyřešenou překážkou právě výroba ve velkém měřítku a obtížnost se zvyšuje s velikostí článku. ^T

Malý průlom proto automaticky neznamená, že polovodičové elektromobily jsou za dveřmi. Pilotní článek může prokázat technický potenciál, sám o sobě ale nedokazuje, že automobilka dokáže vyrábět miliony velkých článků za komerčně životaschopnou cenu.

Lansing ukazuje, co má u LG přednost dnes

Nově otevřený závod LG Energy Solution v Lansingu v Michiganu dobře ilustruje výrobní problém, na který firma upozorňuje. Areál o rozloze 226 akrů, tedy přibližně 91,5 hektaru, představuje investici přes 2 miliardy dolarů a při plném rozběhu má dosáhnout roční kapacity více než 35 GWh. Vyrábět bude pro trh s ukládáním energie i pro elektromobily. ^NM

Závod vyrábí velkoformátové lithium-iontové články, nikoli polovodičové baterie, na jejichž dozrání by čekal. Plánovaný sortiment zahrnuje články LFP, tedy lithium-železo-fosfátové články, pro stacionární ukládání energie a články NMC, využívající nikl, mangan a kobalt, pro elektromobily včetně baterií určených pro připravovanou plně elektrickou Toyotu Highlander. ^MI

Tato kombinace není náhodná. Ukazuje obchodní strategii postavenou na chemiích a výrobních formátech, které mohou zákazníkům sloužit už nyní, zatímco výzkum polovodičových baterií pokračuje v pozadí. Krátkodobě tedy nejde jen o to, která chemie nabízí nejlepší parametry. Stejně důležité je, kterou lze vyrábět stabilně, dodávat z místní produkce a prodávat za cenu přijatelnou pro automobilky i provozovatele systémů pro ukládání energie.

Vylepšování klasických lithium-iontových baterií jako mezikrok

LG zároveň spolupracuje s General Motors na prizmatických článcích s vysokým podílem manganu, označovaných jako LMR. Komerční výroba ve Spojených státech má podle plánu začít v roce 2028, přičemž předvýroba se očekává dříve. ^RI

GM uvádí, že tyto články mají napájet budoucí elektrické pick-upy a velká SUV. Automobilka cílí na dojezd přes 400 mil, tedy více než 640 kilometrů, a na cenu blížící se levnějším bateriím LFP. Podle dostupných zpráv chemie využívá více manganu a méně niklu a kobaltu než nikl-bohaté alternativy. ^RI

LMR však polovodičovou technologii nenahrazuje. Jde o jinou odpověď na stejný obchodní tlak: zvýšit dojezd a snížit náklady pomocí výrobních postupů, které jsou bližší dnešnímu bateriovému průmyslu. LG se také připravuje na výrobu válcových lithium-iontových článků řady 46 v Arizoně. I to naznačuje, že firma rozvíjí několik škálovatelných variant klasických baterií, zatímco výroba velkých polovodičových článků zůstává nevyřešená. ^I

Proč oznámení o roce 2027 ještě nic definitivně neřeší

Někteří konkurenti oznámili milníky, které na první pohled vypadají dříve než výhled LG pro elektromobily. BYD a CATL cílí na malosériovou zkušební nebo pilotní výrobu polovodičových baterií v roce 2027. Geely uvedla, že po ověření plánuje v roce 2027 pilotní nasazení vozidel napříč svými značkami. ^GTEE

Tato oznámení jsou důležitá, ale zásadní je slovo pilotní. Pilotní výroba slouží k ověření procesu v omezeném objemu. Není totéž co velkosériová výroba pro běžně dostupné automobily. Zprávy o plánech CATL hovoří o masovém využití až později, přibližně kolem roku 2030 nebo ještě později. Ani plán Geely na pilotní nasazení neurčuje, kdy budou polovodičové baterie dostupné v automobilovém průmyslu ve velkých objemech a za přijatelnou cenu. ^GTE

Podobně postupují i další programy, které se nacházejí ve fázi testování, prototypů, vzorků nebo plánovaných automobilových zkoušek. Mercedes-Benz a BMW polovodičové baterie testují, zatímco Stellantis plánuje zkoušky. Tyto aktivity ale stále představují vývoj a ověřování, nikoli důkaz velkosériové výroby s vysokou výtěžností a konkurenceschopnými náklady. ^I

Jak tedy může vypadat realistický vývoj

Nejstřízlivější interpretace Leeho slov vede k postupnému scénáři:

1. Nejprve malé formáty. Kompaktní elektronika a další specializovaná zařízení mohou využít vysokou energetickou hustotu malých článků dříve, než bude připravena výroba v automobilovém měřítku. ^UT
2. Poté pilotní linky. Firmy mohou pomocí omezené výroby a demonstračních vozidel ověřovat materiály, rozhraní, životnost i jednotlivé výrobní kroky. ^GTE
3. Až následně běžná výroba elektromobilů. Rozhodujícím milníkem nebude prototyp ani pilot z roku 2027, ale opakovatelná produkce velkých článků v automobilové kvalitě a za cenu, která dává ekonomický smysl.

Postoj LG tak není v rozporu s oznámeními konkurence, jen je opatrnější. Firma polovodičové baterie neodmítá; odděluje jejich technický potenciál od průmyslové připravenosti. Lansing a programy LMR, LFP, NMC i válcových článků odrážejí stejnou obchodní logiku: zbytek tohoto desetiletí pravděpodobně ovlivní především zlepšení baterií, která lze vyrábět ve velkém. Polovodičové baterie pro elektromobily budou dál záviset na vyřešení problému výroby velkých článků.