Telefon pintar mungkin mendapat bateri keadaan pepejal jauh lebih awal daripada kereta elektrik

Pengumuman tentang bateri keadaan pepejal sering kedengaran seolah-olah kereta elektrik generasi baharu bakal muncul tidak lama lagi. Namun, penilaian LG Energy Solution (LGES) memberi gambaran yang lebih berhati-hati: aplikasi kecil seperti telefon pintar dan dron mungkin menggunakan teknologi ini kira-kira 10 tahun lebih awal berbanding kereta elektrik pasaran massa. 114

Ini bukan bermakna pembangunan bateri keadaan pepejal terhenti. LGES masih menyasarkan pengkomersialan bateri EV keadaan pepejal sepenuhnya berasaskan grafit pada 2029, manakala beberapa pengeluar lain menyasarkan pengeluaran perintis atau kenderaan demonstrasi lebih awal. 192526 Bezanya, barisan perintis, prototaip terhad dan pengeluaran besar-besaran yang konsisten pada kos berdaya saing ialah tiga perkara yang sangat berbeza.

Cabaran sebenar ialah menghasilkan sel besar pada skala besar

Bateri keadaan pepejal menggantikan elektrolit cecair dalam bateri litium-ion konvensional dengan bahan pepejal. Teknologi ini berpotensi menawarkan ketumpatan tenaga lebih tinggi dan keselamatan yang lebih baik, tetapi keputusan yang menggalakkan di makmal hanyalah sebahagian daripada cabaran.

Presiden LG Energy Solution Amerika Utara, Robert Lee, mengenal pasti pengeluaran berskala besar sebagai halangan utama. Sel kecil lebih mudah dibuat dan memerlukan kurang bahan bagi setiap unit. Sebaliknya, bateri EV memerlukan sel yang besar, jumlah pengeluaran yang tinggi serta kualiti yang seragam sepanjang proses pembuatannya. 114

Sebab itu, sel keadaan pepejal yang berfungsi dalam peranti elektronik kecil tidak semestinya boleh terus digunakan untuk menghasilkan pek bateri bagi jutaan kenderaan. Industri automotif juga perlu membuktikan ketekalan kualiti, ketahanan, keselamatan, kadar hasil pengeluaran dan kos yang munasabah.

Apa yang didedahkan oleh kilang Lansing

Kilang baharu LGES di Lansing, Michigan, menunjukkan dengan jelas tumpuan komersial syarikat dalam masa terdekat. Tapak seluas 226 ekar itu melibatkan pelaburan lebih AS$2 bilion dan menyasarkan kapasiti pengeluaran lebih 35 GWh setahun apabila beroperasi pada skala penuh. 37

Kilang tersebut menghasilkan sel litium besi fosfat (LFP) bersaiz besar untuk aplikasi penyimpanan tenaga, selain sel nikel-mangan-kobalt (NMC) untuk kenderaan elektrik. Sel NMC itu dijangka digunakan pada Toyota Highlander EV 2027. 47

Ini ialah pengembangan teknologi litium-ion konvensional, bukannya penukaran segera kepada pengeluaran bateri keadaan pepejal. Strategi itu mencerminkan nilai komersial teknologi yang boleh dihasilkan sekarang, sementara sel generasi seterusnya masih melalui peringkat penyelidikan, barisan perintis dan pengesahan.

Masa depan bateri EV tidak bergantung pada keadaan pepejal sahaja

LGES dan rakan kongsinya turut mengusahakan penambahbaikan berperingkat yang mungkin sampai ke pasaran lebih awal. General Motors dan LGES merancang mengkomersialkan sel prismatik kaya litium-mangan (LMR) di Amerika Syarikat mulai 2028, dengan pengeluaran praproduksi dijangka bermula lebih awal. Sel ini disasarkan untuk trak elektrik dan SUV bersaiz penuh, dengan jarak perjalanan lebih 400 batu bagi sesetengah aplikasi. 373940

Bahan penyelidikan awam LGES turut menyenaraikan bateri natrium-ion sebagai teknologi yang dirancang untuk dikomersialkan pada 2027. Natrium lebih mudah didapati berbanding litium dan berpotensi membantu dari segi kos, prestasi kadar tinggi serta operasi pada suhu rendah. Antara kegunaannya ialah sistem penyimpanan tenaga dan EV yang lebih mampu milik. 23

Secara keseluruhan, pendekatan ini menunjukkan laluan yang lebih pelbagai: sel LFP kos rendah, sel NMC berketumpatan tenaga tinggi, kimia kaya mangan dan format baharu boleh meningkatkan prestasi EV tanpa menunggu perubahan menyeluruh kepada bateri keadaan pepejal.

Cara membaca sasaran pengeluar China dan ProLogium

Beberapa syarikat bateri serta pembuat kereta China telah mengumumkan sasaran pengeluaran perintis, ujian jalan raya atau kenderaan demonstrasi bateri keadaan pepejal pada 2027. CATL dan BYD antara yang dikaitkan dengan rancangan ujian berskala kecil, manakala Geely, Farasis Energy, CALB dan Gotion High-Tech turut dikaitkan dengan sasaran perintis atau pengujian. 4142

ProLogium pula telah memulakan pembinaan kilang gergasi bateri keadaan pepejal di Dunkirk, Perancis. Pelannya merangkumi peringkat pengeluaran awal sebelum peningkatan kapasiti yang lebih besar—menjadikan projek itu ujian penting terhadap kemampuan teknologi tersebut untuk dihasilkan secara konsisten pada jumlah yang jauh lebih tinggi. 43

Pengumuman ini membuktikan bahawa pembangunan teknologi sedang rancak, tetapi ia tidak dengan sendirinya menunjukkan kesediaan untuk pasaran massa. Pengeluaran perintis pada 2027 boleh menghasilkan sel bagi tujuan pengesahan tanpa membuktikan bahawa kimia yang sama mampu memenuhi keperluan automotif dengan kadar hasil tinggi, kos rendah dan jumlah pengeluaran besar.

Prototaip membuktikan potensi, bukan ketersediaan meluas

Pembuat kereta sudah menggunakan program prototaip untuk menguji bateri keadaan pepejal dan separa keadaan pepejal. Sel Factorial telah digunakan dalam prototaip Mercedes-Benz EQS, sementara pengeluar lain turut menilai teknologi serupa dalam kenderaan demonstrasi. 2153

Ujian prototaip penting kerana ia menunjukkan prestasi sel dalam keadaan pemanduan sebenar. Namun, ia tetap berbeza daripada membekalkan model pengeluaran yang boleh dibeli secara meluas. Peralihan itu memerlukan pengesahan jangka panjang, proses pembuatan yang konsisten, rantaian bekalan yang mencukupi serta model perniagaan yang berkesan untuk pengeluar dan pembeli.

Apa maknanya untuk pasaran EV dalam masa terdekat?

Kesimpulan paling munasabah daripada pendirian LGES bukanlah bateri keadaan pepejal masih jauh untuk semua jenis peranti. Sebaliknya, penggunaan komersial pertama mungkin muncul dalam peranti kecil atau aplikasi khusus, manakala penggunaan meluas dalam EV mengambil masa lebih lama kerana sel kenderaan lebih besar, jumlah pengeluaran lebih tinggi dan risiko kegagalan jauh lebih mahal. 113

Sesetengah syarikat mungkin mencapai pengkomersialan terhad atau menghasilkan kenderaan demonstrasi sebelum penghujung dekad. Sasaran LGES sendiri untuk 2029 menunjukkan syarikat itu masih serius membangunkan bateri keadaan pepejal automotif. 1925 Namun, bagi kebanyakan pembeli EV sehingga penghujung 2020-an, kemajuan lebih besar kemungkinan datang daripada bateri litium-ion yang dipertingkatkan—terutamanya reka bentuk LFP, NMC dan kaya mangan—bukannya penggantian mendadak semua bateri sedia ada.

Jadi, apabila membaca pengumuman baharu, jangan hanya melihat tahun pelancaran yang dijanjikan. Cari bukti tentang kadar hasil sel bersaiz besar, jangka hayat kitaran, keselamatan, kos dan komitmen pengeluaran kenderaan pada jumlah yang tinggi. Selagi semua unsur itu belum dibuktikan serentak, istilah “pengeluaran perintis” lebih wajar dianggap sebagai pencapaian kejuruteraan—bukan tanda bahawa EV keadaan pepejal sudah bersedia untuk pasaran arus perdana.