Fastfasbatterier kan nå smartphones ett decennium före elbilar

LG Energy Solutions besked om fastfasbatterier är försiktigt, men samtidigt konkret. Enligt Robert Lee, bolagets Nordamerikachef, är den största återstående utmaningen storskalig tillverkning. Små fastfasbatterier kan därför dyka upp i smartphones och annan specialiserad elektronik ungefär tio år innan tekniken blir praktiskt användbar i elbilar. ^T

Det betyder inte att fastfasbatterier är omöjliga eller att alla små enheter kommer att få tekniken enligt en bestämd tidsplan. Poängen är skillnaden mellan att tillverka en lovande cell i litet format och att gång på gång bygga stora fordonsceller med rätt kvalitet, hållbarhet, tillverkningsutbyte och kostnad.

Ju större celler, desto svårare blir produktionen

Fastfasbatterier är intressanta eftersom de kan ge hög energitäthet i ett kompakt format. Men ett elbilsbatteri är inte bara ett uppförstorat mobilbatteri. Fordonsceller ska produceras i mycket stora volymer och fungera pålitligt i krävande miljöer under många års körning.

Lees resonemang handlar därför mindre om huruvida fastfasmaterial kan prestera imponerande i laboratoriet och mer om huruvida resultaten går att överföra till en robust, prisvärd och högautomatiserad produktionsprocess. Enligt rapporteringen om hans uttalanden är storskalig tillverkning fortfarande det olösta hindret – och problemen växer när cellerna blir större. ^T

Ett genombrott i liten skala är alltså inte automatiskt ett tecken på att fastfasbilar är nära. En testcell kan visa teknisk potential, men bevisar inte i sig att en tillverkare kan producera miljontals stora fordonsceller med jämn kvalitet och konkurrenskraftigt pris.

Lansing visar vad LG satsar på nu

LG Energy Solutions nya fabrik i Lansing, Michigan, illustrerar den tillverkningsutmaning som bolaget lyfter fram. Anläggningen omfattar 226 acres, motsvarande cirka 91,5 hektar, och är resultatet av investeringar på över 2 miljarder dollar. När fabriken är fullt utbyggd ska den kunna nå en årlig kapacitet på mer än 35 GWh. Den ska leverera till både energilagring och elbilsmarknaden. ^NM

Fabriken tillverkar stora litiumjonceller i stället för att vänta på att fastfastekniken ska mogna. Produktionen omfattar litiumjärnfosfatceller, så kallade LFP-celler, för stationär energilagring samt nickel-mangan-koboltceller, NMC-celler, för elbilar – bland annat batterier avsedda för Toyotas kommande helelektriska Highlander. ^MI

Produktmixen säger en del om affärsstrategin. LG satsar på batterikemier och produktionsformat som kan levereras till kunder redan nu, medan forskningen om fastfasbatterier fortsätter vid sidan av. För batteritillverkare handlar den närmaste framtiden därför inte bara om vilken kemi som presterar bäst, utan också om vilken som kan produceras stabilt, försörjas lokalt och säljas till ett pris som biltillverkare och energibolag accepterar.

Förbättrad litiumjonteknik blir bron framåt

LG arbetar också med General Motors, GM, kring litium-manganrika prismatiska celler, så kallade LMR-celler. Företagen planerar kommersiell produktion i USA från 2028, med förproduktion dessförinnan. ^RI

GM uppger att cellerna ska användas i framtida elektriska pickupmodeller och stora suvar, med en räckvidd på över 400 miles, alltså omkring 640 kilometer. Målet är samtidigt en kostnad som närmar sig billigare LFP-batterier. Kemins styrka är att den använder mer mangan och mindre nickel och kobolt än nickelrika alternativ. ^RI

LMR ersätter inte fastfasbatterier. Det är i stället ett annat svar på samma kommersiella problem: att öka räckvidden och sänka kostnaden med produktionsmetoder som ligger närmare dagens batteriindustri. LG förbereder dessutom produktion av cylindriska 46-serieceller i Arizona, vilket visar att bolaget driver flera skalbara litiumjonspår samtidigt som tillverkningen av fastfasbatterier fortfarande är olöst. ^I

Varför 2027 års fastfasbesked inte avgör saken

Flera konkurrenter har presenterat tidsplaner som ser tidigare ut än LG:s prognos för elbilar. BYD och CATL siktar på småskalig försöks- eller pilotproduktion av fastfasbatterier 2027. ^GT Geely har sagt att bolaget efter validering vill börja testa tekniken i fordon inom sina olika varumärken samma år. ^EE

Beskeden är betydelsefulla, men ordet pilot är centralt. En pilotanläggning ska validera en process i begränsad volym. Det är inte samma sak som massproduktion för vanliga elbilar. Rapportering om CATL:s planer placerar användning på massmarknaden senare, omkring 2030 eller därefter. Geelys plan för fordonstester säger inte heller när fastfasbatterier kan tillverkas till en kostnad som fungerar i stora volymer. ^GTE

Även andra projekt befinner sig i olika utvecklingsfaser. Mercedes-Benz och BMW testar fastfasbatterier, medan Stellantis har planerat försök. Sådana aktiviteter visar att tekniken utvecklas aktivt, men de är fortfarande tester och validering – inte bevis på hög tillverkningsprecision, lång hållbarhet och konkurrenskraftig massproduktion. ^I

En mer realistisk tidslinje

Den mest försiktiga tolkningen av Lees uttalanden är en stegvis introduktion:

1. Små format kommer först. Smartphones, annan kompakt elektronik och specialiserade apparater kan dra nytta av hög energitäthet innan produktionen av stora fordonsceller är redo. ^UT
2. Pilotlinjer följer. Begränsad produktion och demonstrationsfordon kan användas för att testa material, gränsskikt, hållbarhet och tillverkningssteg. ^GTE
3. Bred elbilsproduktion kommer senare. Den avgörande milstolpen är inte en prototyp eller en pilot 2027, utan återkommande produktion av stora celler med fordonskvalitet och rätt kostnadsnivå.

LG:s hållning är därför snarare försiktig än motsägelsefull. Bolaget avfärdar inte fastfasbatterier, utan skiljer mellan teknisk potential och industriell beredskap. Lansingfabriken och satsningarna på LMR, LFP, NMC och cylindriska celler följer samma kommersiella logik: batteriförbättringar som kan tillverkas i stor skala kommer sannolikt att forma resten av 2020-talet, medan fastfasbatterier för elbilar fortfarande hänger på att problemet med stora celler kan lösas.