Wacht niet tot solid-state batterijen een EV kopen

De toekomst van batterijen klinkt absoluut geweldig. Er zal meer capaciteit (dus meer bereik) zijn in dezelfde hoeveelheid ruimte en een oplaadtijd van ongeveer vijf minuten.

Uw lokale Chevron-station zou een oplaadlocatie voor ChEVron (zie wat ik daar deed) worden. Elektrische voertuigen (EV's) zouden lichter en goedkoper zijn en net zo snel weer op de weg zijn als een auto op gas. De bron van al deze magie zijn solid-state batterijen, en ze gaan de wereld veranderen. Behalve, houd je adem niet in als je binnenkort in een auto wacht.

Om de paar maanden informeert een bedrijf, soms een grote autofabrikant, de wereld dat solid-state batterijen om de hoek zijn. Het voelt alsof we altijd ongeveer vijf jaar verwijderd zijn van een belangrijke doorbraak. In één enorme aankondiging zal alles wat we weten over EV's van de ene op de andere dag veranderen, en dat EV in je oprit wordt het vierwielige equivalent van de draagbare cd-speler, overgenomen door de iPod of auto's.

De toekomst is... Later

In de afgelopen twee jaar zijn twee van dergelijke nieuwtjes de ronde gedaan. Toyota heeft aangekondigd dat het een solid-state prototype voertuig op de weg in 2025, terwijl Samsung een batterij onthulde met 500 mijl bereik.

Het voordeel van die Samsung-doorbraak is dat hij maar 1.000 keer kan worden opgeladen. Dat betekent dat hij misschien drie jaar meegaat voor een dagelijkse auto. Niemand wil een auto die drie jaar meegaat voordat het duurste onderdeel moet worden vervangen.

Het is zeker niet klaar voor het grote publiek, maar die 1.000 ladingen is uitstekend nieuws voor onderzoek naar solid-state batterijen. Het grootste probleem met deze batterijen is dat, hoewel ze snel worden opgeladen en ongelooflijk compact zijn, ze niet erg lang meegaan.

Het gaat om de lithium-metaalanoden in de batterijen. Tijdens laad- en ontlaadcycli groeien ze kleine kristallen genaamd dendrieten die kleine gaatjes graven in de elektrolyt en die kortsluiting veroorzaken, waardoor de batterij kapot gaat.

Op dit moment probeert elk bedrijf erachter te komen hoe ze een solid-state batterij kunnen maken die heeft alle uitstekende voordelen van de technologie zonder dat de kleine kristallen de elektrolyt. Het onderzoek is aan de gang, en hoewel we misschien een solid-state batterij-aangedreven auto op de weg zien, betekent dit niet dat we er over een jaar of twee een in de plaatselijke showroom zullen zien.

Automobielkwaliteit:

Helaas is dat niet hoe technologie werkt in de autowereld. Om eerlijk te zijn, zo werkt technologie niet, zelfs niet in de wereld van smartphones en computers. Nieuwe hardware duurt jaren, soms tientallen jaren, om te perfectioneren voordat iemand het podium betreedt en een publiek verbaast met het volgende grote ding.

Voor de wereld lijkt het alsof alles in een oogwenk is veranderd, maar de ingenieurs en wetenschappers achter dat nieuwe ding hebben waarschijnlijk te veel uitgegeven avonden en weekenden weg van hun vrienden en familie om uw leven een beetje beter te maken vanwege een hardware-upgrade naar uw smartphone.

Veel van die tijd wordt besteed aan het zorgen dat de nieuwe hardware werkt zoals bedoeld en veilig is. Een kleine fout in de uitvoering of fabricage van een stuk hardware kan betekenen dat een apparaat defect raakt of, erger nog, onveilig is.

De problemen worden verergerd door de noodzaak om items "automotive-grade" te maken. Alles wat in een voertuig gaat, moet een intense reeks stress- en levensduurtests ondergaan. Deze componenten moeten bestand zijn tegen brandende hitte, temperaturen onder het vriespunt, honderdduizenden kilometers trillingen, water, stof, gemorste koffie, botsingen, insecten... werkelijk alles wat je maar kunt bedenken dat kan gebeuren met een voertuig.

Schalen

Vervolgens moeten al die afzonderlijke items in een testvoertuig worden geplaatst en opnieuw worden getest om te zien hoe ze samenwerken met andere componenten. Nadat dat allemaal is gedaan, moet je er veel bouwen, zoals Eli Leland, mede-oprichter en chief technology officer van Voltaiq, een bedrijf dat software bouwt om onder andere de gezondheid van batterijen in EV's te meten uit.

"Solid-state batterijen hebben indrukwekkende vooruitgang laten zien, maar deze technologieën zijn nog enkele jaren verwijderd van het maken van productievoertuigen, op zijn minst. Als je eenmaal een compleet, opgeschaald celontwerp hebt, duurt het nog steeds meerdere jaren om een ​​batterij te kwalificeren voor a voertuig in het licht van de veeleisende garantie-eisen voor auto-aandrijflijnen," vertelde Leland Lifewire in een e-mail.

"Voor iets dat zo nieuw is als een solid-state batterij, zou je een paar iteraties verwachten, en die technische cycli tellen op. De technologie belooft echter veel en je zult waarschijnlijk solid-state batterijen zien in consumententoepassingen zoals wearables of mobiele elektronica lang voordat ze in een auto worden gemaakt."

Dus ja, solid-state komt eraan, en het wordt geweldig. Maar het gaat ook een lange tijd duren, en in de tussentijd, vooruitgang in lithium-ionbatterijen doorgaan, en voertuigen die door die technologie worden aangedreven, zullen in de loop van de tijd dichter worden en sneller opladen vordert.

Voor de meesten van ons is de realiteit dat de EV's die vandaag op de weg zijn en in de komende jaren beschikbaar zullen zijn, 95% van de dingen zullen doen waarvoor we een auto/vrachtwagen/SUV/of bestelwagen nodig hebben. Dus ja, kijk naar de toekomst, maar niet ten koste van het missen van wat er nu gebeurt. Als je dat met telefoons deed, had je nog steeds een Nokia op zak.

Meer weten over EV's? We hebben een hele sectie gewijd aan elektrische voertuigen!