Μέχρι τώρα, οι παραγωγοί αυτοκινήτων ήταν κάπως ασαφείς όσον αφορά στα στοιχεία των μπαταριών τους. Από άποψη κυψέλης, οι περισσότεροι βασίζονται στενά σε συμβατικούς προμηθευτές κυψελών, παρόμοιοι με τους LG Chem ή Sanyo, ωστόσο η Volkswagen πρόσφατα προσέφερε τα λεπτομερή της σχέδια για το υπόλοιπο της δεκαετίας, μέσω της μετάβασης σε μπαταρίες στερεάς κατάστασης (solid-state) μετά το 2025.

Η Volkswagen μπορεί να απομακρυνθεί από τη συμβατική σχεδίαση της μπαταρίας. Δεδομένης της πολυπλοκότητας της παραγωγής μπαταριών με αυτήν τη μέθοδο, δεν είναι μια πολύ ευέλικτη στρατηγική – αν και αρχικά ακούγεται προτιμότερο. Τα οχήματα διαφόρων μεγεθών θα θέλουν εντελώς διαφορετικές μπαταρίες, και ακόμη και όταν τα δομικά στοιχεία είναι τα ίδια, αυτό σημαίνει παραλλαγές και οι παραλλαγές συνεπάγονται επιπλέον έξοδα.

Το επόμενο στάδιο αυτής της πορείας είναι μια αλλαγή σε αυτό που η Volkswagen αποκαλεί τη στρατηγική «Cell 2 Pack», η οποία είναι να αναπτύξει μια τυπική κυψέλη, κάπως σαν μια προηγούμενη βιντεοκασέτα VHS, και να τοποθετείται αμέσως στη μπαταρία. Το τρίτο στάδιο μπορεί να είναι το «Cell 2 Automotive», ο τόπος όπου οι κυψέλες θα μπορούσαν να εισαχθούν αμέσως στο μέρος του δοχείου μπαταρίας του πλαισίου. Η σύνταξη κυψελών μπαταρίας με αυτήν τη μέθοδο θα έπρεπε να κάνει τα ηλεκτρικά οχήματα πιο γρήγορα, απλούστερα, ελαφρύτερα και φθηνότερα με τη χρήση μιας τυπικής κυψέλης με εντελώς διαφορετικούς τρόπους. Αυτή η «Unified Cell Idea» θα εμφανιστεί από το 2030, χρησιμοποιώντας κυψέλες που θα κατασκευάζονται στα εργοστάσια του Ομίλου. Το σχέδιο είναι να αυξήσει τη χρήση της στο 80% των αυτοκινήτων του Volkswagen Group έως το 2030.

Πάνω από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι η τεχνογνωσία στερεάς κατάστασης που δημιουργεί ο Όμιλος με τον συνεργάτη της, Quantumscape. Το Δεκέμβριο ανακοινώθηκε ότι είχε σπάσει το κλειδί της κατασκευής ενός διαχωριστή στερεάς κατάστασης (αλλαγή του υγρού ηλεκτρολύτη των τυπικών μπαταριών, επομένως «στέρεα -κατάσταση). Ο διαχωριστής βρίσκεται μεταξύ της ανόδου και της καθόδου μιας κυψέλης, αλλά ωστόσο επιτρέπει στα ιόντα λιθίου να περάσουν για την φόρτιση και την εκφόρτιση.

Η αποτελεσματικότητα των τυπικών κυττάρων ιόντων λιθίου περιορίζεται από μερικά ζητήματα. Όταν φορτίζεται μια μπαταρία, τα ιόντα λιθίου ταξιδεύουν από την κάθοδο στην άνοδο, η οποία είναι κατασκευασμένη από άνθρακα ή ένα μείγμα άνθρακα και πυριτίου. Ο άνθρακας ενεργεί ως κατασκευή για τη μεταφορά του λιθίου, ωστόσο έξι άτομα άνθρακα επιθυμούν να μεταφέρουν ένα λίθιο και οι ίδιες οι προμήθειες περιορίζουν την ταχύτητα φόρτισης. Όταν η μπαταρία αποφορτίζεται, συμβαίνει το αντίθετο, και τα ιόντα ταξιδεύουν μέσω του υγρού ηλεκτρολύτη ξανά στην κάθοδο.

Το τέλειο μπορεί να είναι η χρήση μιας ανόδου λιθίου-μετάλλου, η οποία καταλαμβάνει πολύ μικρότερη ποσότητα από τον άνθρακα, ωστόσο η γρήγορη φόρτιση με μια χάλυβα άνοδο δημιουργεί μακρά έλικες από χάλυβα, γνωστούς ως δενδρίτες, που φτάνουν σε όλο το κελί προς την κατεύθυνση κάθοδος. Αφού το επιτύχουν τελικά, ενεργοποιούν ένα σύντομο κύκλωμα. Ο κεραμικός διαχωριστής μιας μπαταρίας στερεάς κατάστασης μπλοκάρει τους δενδρίτες, επιτρέπει τη χρήση ανόδου λιθίου-μετάλλου και στη συνέχεια την υποσχόμενη αλλαγή βήματος στην ταχύτητα φόρτισης. Μειώνει επιπλέον το βάρος και τη διάσταση και απλοποιεί την πορεία κατασκευής του.

Η Volkswagen υπόλογίζει πως η μπαταρία στερεάς κατάστασης μειώνει το χρόνο φόρτισης κατά 50% ενώ η ανάπτυξη ποικίλλει κατά 30% στον ίδιο χρόνο. Υπάρχουν ωστόσο πολλά να κάνουμε για να εκβιομηχανίσουμε την τεχνογνωσία, ωστόσο, με αυτόν, ένα επαγγελματικό ID Four που κάνει ταξίδι 280 μιλίων μπορεί να φορτιστεί σε 12 λεπτά, σε αντίθεση με τα 25-30 λεπτά που θέλει τώρα.

Share: