La carrera de batería EV de estado sólido se calienta

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La política energética estadounidense dio un giro a la derecha a principios de este año, pero las empresas estadounidenses con una participación en el campo CleanTech están marchando directamente a la economía global descarbonizada del futuro. En el último ejemplo, la firma de materiales Legacy New York Corning Incorporated se ha unido a la startup Quantumscape de California para ayudar a lanzar una nueva batería EV de estado sólido fuera de la mesa de dibujo y en el mercado de masas.

La saga de batería EV de estado sólido continúa

Para aquellos de ustedes nuevos en el tema de la batería EV de estado sólido, Quantumscape ofrece este práctico explicador:

“Una batería de metal de litio en estado sólido es una batería que reemplaza el separador de polímero utilizado en las baterías convencionales de iones de litio con un separador de estado sólido. El reemplazo del separador permite el ánodo de carbono o silicio utilizado en las baterías convencionales de iones de litio para reemplazar con un anodo de litio-metal”.

Esa ha sido una fila difícil para azotar. Paisaje cuántico Lanzado hace 15 años, en 2010, con un giro único en la tecnología. En lugar de fabricar el ánodo en un paso separado, Quantumscape desarrolló un sistema de fabricación de baterías EV que permite que el ánodo sea auto-forma cuando la batería completa recibe su primera carga.

En 2022, una asociación con La rama Powerco de Volkswagen Levantó Quantumscape más cerca de la producción comercial, y ahora la compañía se ha conectado con Corning para desarrollar un nuevo sistema de fabricación para su separador de cerámica.

“Las empresas trabajarán juntas para el objetivo de la producción de alto volumen de Separadores de cerámica de QS Para aplicaciones comerciales “, explicó Quantumscape en un comunicado de prensa el día de hoy.” Combinando las fortalezas de QS y Corning en la ciencia y fabricación de materiales, este acuerdo marca un paso importante en la construcción de un ecosistema de socios para industrializar rápidamente la tecnología de baterías de próxima generación de QS “.

Corning y la batería EV del futuro

El comunicado de prensa de Quantumscape fue bastante delgado en los detalles, pero Corning trae un historial de innovación de 170 años en la industria de los materiales a la mesa de baterías EV de estado sólido, así que veamos qué tiene para ofrecer la compañía.

Corning ha desarrollado un nuevo proceso de fabricación llamado Cibbon Ceramics, diseñado para fabricar materiales ultra delgados en un formato amplio utilizando el método familiar de rollo a rollo. En un explicador publicado en el sitio web de la compañía, Corning señala que el nuevo proceso se presta a la fabricación de baterías de litio de estado sólidocompuesto de láminas delgadas apiladas en pequeños espacios.

“El desafío viene a obtener la combinación correcta de elementos para albergar de manera segura la gran cantidad de energía que pasa por un espacio pequeño, luego fabricar la batería de una manera asequible”, explica Corning.

La compañía ha identificado una vía prometedora en forma de granate de litio, un tipo de litio con una estructura similar a la granate. “El granate de litio es uno de los pocos materiales que pueden enfrentarse al metal de litio como un ánodo y no degradar y limitar la vida útil de la batería”, señala el Dr. Scott Silence, director del programa de cerámica de cinta de Corning.

Un aumento del 50% en el rendimiento de la batería de estado sólido, eventualmente

El ángulo de granate de litio es un desarrollo relativamente reciente aplicado a la cerámica de cinta, y Corning aconseja que la fase de I + D aún esté en curso. “Pero el equipo de investigación cree que las láminas delgadas de granate de litio, algunas que miden tan poco como 20 micras de espesor, podrían permitir el apilamiento de muchas capas muy delgadas dentro de una batería de metal de litio, superando así la capacidad de almacenamiento de energía de la batería de litio actual en más del 50 por ciento”, observa la compañía.

Whoa si es cierto. La tecnología de batería EV de estado sólido apenas se ha despegado y Corning ya está anticipando una subida.

Sin embargo, no te emociones demasiado todavía. Corning anticipa que las aplicaciones a pequeña escala serán primero, en el orden de los brotes de los oídos y otros productos electrónicos de consumo especializados. La ampliación de la batería EV de alto rendimiento del futuro implica desafíos de nivel siguiente.

“Con algo como vehículos eléctricos, la demostración de confiabilidad y la presión de costos son extremas”, explica Silence. “Parece mucho más probable que si puede demostrar tecnología de batería avanzada en una aplicación más pequeña donde puede tolerar un costo inicial más alto, y donde los requisitos de por vida pueden no ser tan estrictos, puede usarla como una herramienta de demostración”.

Siguientes pasos para la batería EV del futuro

En el mismo explicador, Silence también afirmó el compromiso de Corning con la innovación en el campo de almacenamiento de energía, particularmente la innovación que ayuda a reducir los costos. “Pero una cosa que sabemos con certeza”, dijo, “hay una necesidad social de almacenamiento de energía económico si vamos a llegar a objetivos libres de carbono”, dijo.

Dejando a un lado el futuro del granate de litio, Quantumscape y Powerco ya han empujado su nueva batería EV de estado sólido al ojo público. El 8 de septiembre, los dos socios anunciaron la primera demostración en vivo de la tecnología, con una motocicleta Ducati.

“Esta demostración representa un avance significativo en la tecnología de la batería, que muestra las primeras baterías de estado sólido sin ánodo para pasar del descubrimiento de laboratorio al vehículo del mundo real”, señaló Quantumscape, refiriéndose al proceso de ánodo de auto formación.

Frank Blome, CEO de Powerco, también aportó sus dos centavos. “Las baterías de estado sólido redefinirán Lo que es posible para los vehículos premium de alto rendimiento y la demostración histórica de hoy es solo el comienzo “, dijo Blome.

Otros fabricantes de automóviles también han estado saltando en el carro de batería EV de estado sólido. El 8 de septiembre, por ejemplo, Mercedes-Benz informó que un Mercedes-Benz EQS “ligeramente” modificado con Sporting Sporting una batería de estado sólido Hizo la carrera de 749 millas desde Stuttgart, Alemania, a Malmö, Suecia, sin acostarse para una recarga, y llegó con 85 millas adicionales en la batería, para arrancar.

“Esta combinación de largo alcance, eficiencia y madurez tecnológica marca un hito para el desarrollo de baterías de estado sólido y destaca su potencial para futuros vehículos de producción”, se entusiasmó Mercedes-Benz.

La tecnología de estado sólido es solo un signo emergente de progreso. El campo de batería LFP (litio-hierro-fosfato) EV es otra área para observar. Ford está depositando Baterías LFP Para complementar su nuevo sistema de línea de ensamblaje en forma de árbol, dirigido a reduciendo el costo de los vehículos eléctricos hasta un nivel más asequible en los próximos años. General Motors también se está apoyando en las baterías de LFP para saltar de su estado actual como El vendedor #2 de EV en los Estados Unidos a #1.

Aquellos de ustedes que no pueden esperar a que llegue el nuevo EV asequible del futuro aún puede tener tiempo para aprovechar el crédito fiscal federal de $ 7,500 EV incluso después de hoy, cuando cumplirá con una fecha de vencimiento anticipada según lo exige la mayoría republicana en la Cámara y el Senado de los Estados Unidos. ¡Phooey sobre ellos! Esto se debe a que Ford y GM han descubierto una solución que mantendrá la ruptura del precio hasta el 31 de diciembre de este año si alquila el vehículo (más detalles aquí).

Imagen (recortada): Quantumscape se encuentra entre los innovadores de baterías EV con sede en Estados Unidos para mantener el Momento avanzado de almacenamiento de energía Ir, independientemente del cambio abrupto en la política energética federal (cortesía de Quantumscape).