نمونه اولیه باتری حالت جامد، تراکم انرژی را نزدیک به 25 درصد افزایش می دهد

باتری‌های حالت جامد پتانسیل دارند تا خودروهای الکتریکی را بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر و کاربردی‌تر نمایند. با این حال، توسعه تجاری آنها با وعده‌های نقض‌شده‌ای همراه بوده که حتی می‌تواند تسلا را به چالش بکشد. گزارش‌دهی درباره آنها دشوار است، اما خبرهای امیدبخشی از Imec، یک موسسه تحقیقاتی معتبر در بلژیک، به دست می‌آید.

در قالب پروژه SOLIDIFY که توسط اتحادیه اروپا و 13 شریک دیگر حمایت می‌شود، نمونه اولیه‌ای از باتری حالت جامد با چگالی انرژی 1070 وات‌ساعت بر لیتر تولید شده که تقریباً 25 درصد بیشتر از بهترین سلول‌های لیتیوم-یونی است (800 وات‌ساعت بر لیتر). این فرآیند تولیدی که در دمای اتاق انجام می‌شود، با خطوط تولید باتری‌های لیتیوم-یونی سازگار است و انتظار می‌رود که قیمت آن کمتر از 150 یورو (حدود 167 دلار) برای هر کیلووات‌ساعت باشد، در حالی که قیمت باتری‌های کنونی حدود 140 دلار برای هر کیلووات‌ساعت است.

Imec در بیانیه‌ای مطبوعاتی اعلام کرده است که این فرآیند امکان انتقال صنعتی مقرون‌به‌صرفه را فراهم می‌آورد. این پیشرفت به انجماد “مایع به جامد” معروف است. به این معنی که الکترولیت جامد در نمونه اولیه از یک “مایع یونی پلیمریزه شده دوپ شده” در لایه‌ای نازک 50 میکرومتری بهره می‌برد. الکترولیت توسط کاتد کامپوزیت با ظرفیت بالا در یک سمت و آند فلزی لیتیومی نازک در سمت دیگر احاطه شده، که منجر به ایجاد یک پشته سلول باتری فشرده می‌شود.

این کنسرسیوم موفق به افزایش نرخ شارژ سلول به سه ساعت و طول عمر آن به 100 سیکل شده و بر استحکام مکانیکی و چالش‌های اشباع کاتد غلبه کرده است. استفاده از کبالت نیز به لطف پوشش‌های محافظ نازک نانومتری کاهش یافته است. به وضوح، زمان شارژ و تعداد چرخه‌ها نیاز به بهبود دارند (باتری‌های مدرن لیتیوم یونی خودروها می‌توانند تا 2000 بار و برخی در کمتر از یک ساعت شارژ شوند). علاوه بر این، این فناوری برای تبدیل شدن به یک راه‌حل صنعتی نیازمند ارتقاء بیشتر است. با این حال، تلاش برای آن ارزشمند است، زیرا باتری‌های حالت جامد در نهایت می‌توانند چگالی انرژی بهتر، زمان شارژ کوتاه‌تر و ایمنی بیشتری را با هزینه کمتر ارائه دهند.