După 20 de ani de dezvoltare, o companie din Taiwan a plasat în producţia de serie baterii cu stare solidă cu parametri fascinanţi, destinate maşinilor electrice

Bateriile cu stare solidă au fost au fost poate cel mai intens discutat subiect în această industrie din acest an, mai ales de când finlandezii de la Donut Lab au anunţat la începutul acestui an că lansează prima baterie cu stare solidă pentru vehicule electrice în producţia de serie şi o vor integra în trimestrul 1 pe motocicletele Verge. Ei bine, cei de la Donut Lab s-au dovedit a fi o mare dezamăgire între timp, cu acuzaţi de escrocherie şi acumulări neoneste de investiţii, or, nici până în prezent bateria lor nu şi-a demonstrat toate calităţile promise, iar aceştia continuă să tot publice mici informaţii ocolitoare fără a demonstra o producţie de facto şi parametrii promişi. Nici motocicletele n-au fost livrate. Asta părea să confirme şi scepticismul pe care-l aveau anul trecut unii reprezentanţi din industrie, precum şeful Panasonic, care declarase că bateriile cu stare solidă nu au şanse să ajungă pe maşinile electrice din cauza problemelor intrinseci, precum vulnerabilitatea la vibraţii, care duce la pierderea conectivităţii între electrozi şi electrolitul solid. În noiembrie o echipă de oameni de ştiinţă din Germania mai descoperise şi faptul că bateriile cu stare solidă pot forma dendrite şi ar fi pasibile de aceeaşi degradare ca şi cele cu electrolit lichid, spulberând astfel o mare parte din avantajele teoretice ale lor. Totuşi, după anunţul din ianuarie a celor de la Donut Lab a urmat o perioadă de agitaţie mai ales în China, când foarte mulţi producători s-au activizat să-şi accelereze elaborările proprii. Dar, după ce a devenit tot mai clară că povestea Donut Lab e o dezamăgire, şi chinezii au revenit din nou la scepticism, şefa BYD declarând că aceste baterii nici măcar nu mai au vreun avantaj evident şi nu mai justifică efortul de a fi dezvoltate şi plasate în producţie. Ei bine, în tot acest context, iată că acum câteva zile compania taiwaneză ProLogium a anunţat plasarea în producţia de serie a primei sale baterii destinate maşinilor electrice, care are parametri cu adevărat fascinanţi.

Această plasare în producţie e mult mai importantă decât multe alte anunţuri din ultimii ani, care prezentau adeseori nişte intenţii drept realizări finite. ProLogium e o companie fondată în anul 2006 şi a muncit timp de 20 de ani la dezvoltarea de baterii cu stare solidă, ajungând acum să plaseze în producţia de serie generaţia 3.5 a bateriilor sale.

Au mai existat alte 3 generaţii înainte? Asta e întrebarea logică ce poate veni din această denumire iar răspunsul e afirmativ. ProLogium produce baterii cu stare solidă din anul 2013, încă de acum 13 ani, doar că aceste baterii erau foarte mici şi specializate pentru domenii foarte specifice, precum cele medicale, de electronică de nişă, sau pentru anumite aplicaţii industriale. Compania a fabricat şi livrat 2,4 milioane de celule cu stare solidă din 2013 până în prezent, deci o putem numit cu siguranţă drept una care are o experienţă enormă, perfecţionată de-a lungul unei lungi perioade de timp.

Foto: Celule mici cu stare solidă, produse până acum de ProLogium

Şi spre deosebire de cei de la Donut Lab, care o tot fac pe secretoşii, dar n-au niciun patent înregistrat în domeniul tehnologiei cu stare solidă, ProLogium are peste 1.200 de patente confirmate sau în proces de confirmare, iar parametrii şi compoziţia sa sunt confirmate de entităţi terţe de certificare.

Noua celulă cu stare solidă are o compoziţie a catodului cu concentrare înaltă de nichel. Catodul e un oxid de litiu, cu unde nichelul are circa 90% din compoziţie, iar manganul şi cobaltul câte 5%. Este deci, un catod foarte similar cu cel al bateriilor litiu-ion NMC, cu diferenţa că are o concentraţie mult mai mare de nichel, care ajută foarte mult la densitatea energetică, dar necesită o gestionare termică mai complexă. Atunci când bateria e descărcată, o mare parte din ionii de litiu sunt prezenţi aici, în catod, prin textura structurală a acestuia.

Anodul e unul realizat „100% din silicon”, după cum afirmă inginerii ProLogium. Deci, anodul nu mai are în compoziţia sa clasicul grafit amestecat cu silicon, ci e bazat integrat pe compozit de silicon, ceea ce-i sporeşte din nou capacitatea specifică. Problema cu anozii din silicon pur e că siliciul din compoziţi îşi modifică substanţial volumul atunci când bateria e încărcată şi ionii de litiu pătrund în anod. Dar inginerii ProLogium spun că au controlat acest efect prin structura exterioară, prin electrolit şi prin alocarea de volum adiţional pentru a asigura o uşoară extensie.

Electrolitul e unul solid, realizat preponderent din ceramică, de aici venind şi tipul anunţat al acestor baterii — LCB — sau Lithium Ceramic Battery. Electrolitul solid are un cadru suplimentar la marginile sale, creând un separator adiţional în jurul perimetrului, ceea ce conferă un rol adiţional de izolator pentru posibile interferenţe.

Noua celulă cu stare solidă are 540 mm lungime, 220 metri lăţime şi 5,84 mm grosime, fiind o celulă prismatică. O celulă cântăreşte 1.642,6 grame, fapt confirmat recent de un raport de inspecţie TUV. Iar capacitatea sa e de 185,4 Ah, cu o tensiune de 3,38 V. Asta înseamnă o capacitate de stocare de 626,65 Wh, care, raportată la o greutate de 1,624 kg a celulei, rezultă într-o densitate energetică de 381,5 Wh/kg!

E o densitate admirabilă şi aproape că echivalează cele 400 Wh/kg pe care le anunţa Donut Lab. Doar că aici vorbim de producţie serioasă de serie, nu de intenţii. Iar densitatea energetică volumetrică e de 903 Wh/kg la noua baterie ProLogium.

Ce înseamnă asta pentru bateria unei maşini electrice? Că celulele din interiorul unei carcase, în care s-ar dori o capacitate de 100 kWh ar cântări doar 262 kg. Cu tot cu carcasă şi sistem de management termic o asemenea baterie ar cântări poate 350 kg, nu 600-800 kg, cât cântăreşte azi. Am avea deci maşini electrice cu sute de kilograme mai uşoare şi un consum mai mic datorită greutăţii reduse, care se va traduce într-o autonomie mai mare posibilă din aceeaşi kilowaţi-oră stocaţi.

Aşadar, noua baterie e plasată în producţia de serie acum în Taiwan, la fabrica din Taoyuan, care are acum o capacitate de sub 1 GWh pe an, dar care va creşte până la 3 GWh în următorii ani. În 2024, Prologium şi-a inaugurat şi primul centrul R&D din afara Taiwanului, în Paris-Saclay, Franţa, iar în februarie 2026 a demarat construcţia primei fabrici de baterii în Dunkirk, Franţa, care va avea o capacitate de producţie de 4 GWh la inaugurare şi de 44 GWh în perspectivă. La 44 GWh capacitate, bateriile produse doar aici ar fi suficiente pentru 550.000 de maşini electrice la o medie de 80 kWh per baterie. Şi, apropo, Mercedes e unul din investitorii timpurii în ProLogium, investind câteva zeci de milioane de euro acum un deceniu în această companie.

Foto: Inaugurarea construcţiei fabricii din Franţa

Iar ProLogium spune că între timp inginerii dezvoltă şi o baterie de generaţia a 4-a, care va avansa şi mai mult în compoziţia internă, dar va avea aceleaşi dimensiuni şi structură de bază, astfel încât să se bazeze pe aceleaşi utilaje de producţie, fără necesitatea unor reutilări. De asemenea, ProLogium spune că are peste 10.000 de celule trimise către producătorii auto, ca aceştia să se convingă în propriile teste de noua baterie şi să ajungă să o integreze pe modelele lor electrice.