Ranije prošlog mjeseca Nissan je najavio uspostavu prototipa proizvodnog pogona za potpuno poluprovodničke baterije — s planovima za uspostavljanje pilot proizvodne linije 2024. godine u Japanu, a dostupnost na tržištu 2028. godine.
Prema Nissanu, ćelije su mijenjači igre za demokratizaciju EV-a, s potencijalom da udvostruče gustoću energije po težini, dok nude jednu trećinu vremena brzog punjenja – u ćeliji za koju tvrtka cilja cijenu od samo 75 dolara po kwh. Oni su ključni dio kompanijskog plana Nissan Ambition 2030, koji predviđa 15 potpuno električnih vozila za marke Nissan i Infiniti do kraja desetljeća.
Projekt, u nekim aspektima, odražava napore koje je Nissan uložio prema Leafu, kada je zajedno razvio litij-ionske ćelije automobilske klase za pionirski EV prije više od deset godina, kada dobavljači nisu pružali ono što je trebalo — a sada se nadaju da će učiniti nešto slično s tehnologijom čvrstih baterija.
U sesiji pitanja i odgovora s novinarima u vrijeme objave, Kazuhiro Doi, Nissanov korporativni potpredsjednik koji vodi Nissanov istraživački centar, istaknuo je da ćelije čvrstog stanja mogu igrati važnu ulogu i u demokratizaciji EV-a i u stvaranju održivih većih električnih kamiona.
Pitanje električnih kamiona razmatraju i ostali proizvođači automobila. Land Rover razmatra gorive ćelije zbog “smanjenog povrata” baterija u velikim SUV-ovima, a Hyundai sugerira da bi možda bilo pametnije koristiti vodikovo gorivo- cell tech od dva sloja baterija. Što je kamion veći i teži, to će baterija na kraju biti teža – i tada struktura kamiona mora biti čvršća kako bi izdržala dodatnu težinu baterije, a da se očuva očekivana nosivost za takav model. Na primjer, ne tražite dalje od GMC Hummer EV, koji teži više od 9.000 funti kako bi spakirao dovoljno baterija – otprilike trećinu svoje prazne mase, na više od 200 kwh – za postizanje više od 300 milja dometa.
Ispitivanje vozila još uvijek traje
Postrojenje za prototip gradi svaki prototip baterije ručno, i to već odražava duboku razinu predanosti. S njima Nissan također dizajnira novu generaciju motora i invertera koji će nadopuniti ćelije u čvrstom stanju, a sa svojim prototipnim ćelijama proizvođač automobila planira provoditi testove sudara, proučavati zaštitu baterija i provoditi ispitivanje izdržljivosti.
Trenutno su stanice vrlo male — stanice od 20 mAh su jednoslojne i promjera samo 2 cm. Ove godine Nissan će također provesti studiju izvedivosti u laboratorijskoj skali i povećati ćelije na dizajn u rasponu od 3-5 Ah koji je višeslojan i širine 10 cm. Stvarne stanice proizvodnog vozila bit će veće.
“Vjerujem da smo jedan od rijetkih OEM-a koji ima iskustvo unutarnjeg razvoja i proizvodnje baterija, te know-how iz tih iskustava i povijesti tržišta tijekom posljednjih 10 godina,” rekao je Doi. “Za daljnju demokratizaciju električnih vozila, ključna inovacija je baterija.”
*Nissanova prikaz prototipa SSD baterije
Ako ASSB nije ispravno koncipiran, potencijalno može biti opasan sa stajališta sigurnosti i trajnosti. Doi je istaknuo da je u više od 11 godina na tržištu Nissan Leaf imao “nulti tržišni incident” u vezi s požarima ili toplinskim bijegom, naglašavajući da je sigurnost također glavni prioritet u novim ćelijama.
Dio američke suradnje s NASA-om
Nissanove ćelije imaju koristi od suradnje s NASA-om i UC San Diego, u kojoj je međusloj razvijen uz pomoć tehnika umjetne inteligencije – i baze podataka od 131.000 materijala – kako bi se spriječio rast litijevih dendrita koji bi inače potencijalno mogli probiti kroz kratki spoj stanice. Doi je strategiju opisao kao “izvan očekivanja” i u konačnoj procjeni sada sa stvarnim materijalom.
Stanice u čvrstom stanju koriste organski elektrolit visoke ionske vodljivosti odabran zbog stabilnosti međusklopa s anodom i potencijala velike snage, s mrežastim vezanjem i preciznim postupkom miješanja između aktivnog materijala i čvrstog elektrolita koji dovodi do smanjenja otpornosti stanice . Što je veći izlaz, kraće je vrijeme punjenja, objasnio je Doi — a s obzirom na niži porast temperature kada se ove ćelije pune velikom brzinom, mogu se brzo napuniti blizu 100% za nešto više od 15 minuta.
Za to je možda potrebno određeno zagrijavanje, jer je ta brojka na 60 stupnjeva C. Vrijeme punjenja na 25 stupnjeva C vjerojatnije je jer temperatura okoline dopušta brzo punjenje do 90% u 30 minuta. Međutim, smanjene su i potrebe za hlađenjem.
Potencijal za niži utjecaj CO2
Osim toga, ćelije u čvrstom stanju daleko su učinkovitije od litij-ionskih ćelija, tako da imaju potencijal da imaju manji utjecaj CO2 na temelju smanjenja materijala. Doi je primijetio da tekuće litij-ionske baterije imaju suhi proces, a ako se može primijeniti suhi proces na ovo, to bi moglo pomoći u smanjenju CO2.
Općenito, cilj je jednostavno napraviti sjajno električno vozilo, naglasili su Nissanovi čelnici – s lakšim punjenjem, manjom težinom i pristupačnošću za vozila masovnog tržišta, a ne samo za nišna vozila.
