Solid-state-batteritäthet på 500 Wh/kg uppnås med lågkostnadshybrid Li-Mn-paket i FAW EV med 500 mils räckvidd
Eftersom Kina i sin nya 5-årsplan prioriterar solid state-elektrolyter som den nya frontlinjen inom utvecklingen av batterier för elbilar, har man tagit fram det första standardiserings- och klassificeringssystemet för solid state-batterier systemsom ska bli officiellt i juli.
Där kategoriseras solid-state-batterierna efter mängden vätska i elektrolyten, och de med 95% fast elektrolyt kallas nu hybridbatterier med fast vätska. CATL och andra anser att hybridtekniken är en perfekt nödlösning på vägen mot helt solida batterier som är dyra och har kortare livslängd, eftersom hybriderna kan tillverkas på befintliga produktionslinjer för flytande elektrolyt.
Hybridelektrolytbatteri når solid-state energitäthet
Den senaste utvecklingen inom hybridbatterier med fast och flytande elektrolyt bekräftar nu CATL:s påståenden. Ett batteripaket på 142 kWh har monterats på en sedan från FAW Group i det utrymme som tidigare upptagits av ett LFP-batteri med ungefär hälften så stor kapacitet.
Det nya hybridbatteriet av typen solid-liquid använder mangan som katod i stället för det dyra nickelet och har en energitäthet på 500 Wh/kg. Som en påminnelse är detta dubbelt så mycket som moderna LFP-batterier erbjuder och ligger vid den teoretiska gränsen för den första generationens all-solid-state-batterier som Toyota tillkännagav att de kommer att användas i sina fordon 2028 under stor fanfar.
Litium-manganbatteriet med elektrolyt av typen solid-liquid har utvecklats av FAW, VWs partner i Kina, och forskare från Nankai University. De har valt en annan forskningsväg jämfört med befintliga batterier med halvfast elektrolyt, som t.ex 150 kWh paketet som NIO hyr för längre resor, eftersom det är för dyrt att sälja tillsammans med bilen. NIO var pionjärer med tekniken i sina sedaner, som nu körs mer än 650 mil på en laddning av vätske-solidhybridbatteriet.
Genom att byta ut den dyra nickeln mot manganlyckades forskarna sänka kostnaden för hybridbatteriet och samtidigt erbjuda en energitäthet som motsvarar den hos ett solid state-batteri."Batteriet använder en kompositelektrolytteknik som tillverkas på plats och som ger hög jonledningsförmåga, ett brett elektrokemiskt fönster, stark gränssnittskompatibilitet, flamskydd och kostnadsfördelar", heter det i rapporten. Anoden har också formats på plats för att öka batteriets livslängd och säkerhetsprofil, medan litium-mangankatoden ger en energitäthet på 300 mAh/g, vilket överträffar även de bästa LFP-cellerna med en faktor två.
Räckviddstesterna i FAW:s prototypfordon förväntas ge en räckvidd på mer än 1.000 km på en laddning. Detta skulle dock vara enligt den mer generösa lokala CLTC-standarden, så med den genomsnittliga elbilseffektiviteten på cirka 30 kWh per 100 miles förväntas hybridbatteriet nå en räckvidd på 500 miles enligt EPA:s beräkningar. Nästa iteration som teamet förbereder är ett 200 kWh-paket som kommer att erbjuda nära 700 miles på en laddning, återigen i ett kompakt fotavtryck.
