Az elektromos járművek piaca történelmi fordulópont előtt áll, ugyanis a szilárdtest- és félszilárdtest-akkumulátorok, valamint az alternatív technológiák – mint a nátriumion- és a lítium-vas-foszfát (LiFePO4) akkumulátorok villámgyors fejlesztése – nem csupán a hatótávolságot és a töltési sebességet javítják, hanem mindent átformálnak.
Ráadásul ami különösen fontos, hogy a bevezetőben írt trendek nem hosszú évek múlva, hanem már egy-két éven belül itt lesznek. A változás gyorsabban felpörög, mint gondolnánk, ez pedig a 10 perc körüli gyorstöltési idejével, a 400-500 kilométeres és az e feletti hatótávjával, valamint az olcsóbb árával a mainál sokkal versenyképessé teszi az elektromos autókat. Hazánk számára pedig mindez azért is különösen fontos, hiszen gazdasági méretünkhöz képest az akkumulátorgyártás globális élvonalba tartozunk: az ország 2027-re várhatóan a világ negyedik legnagyobb akkumulátorgyártó kapacitásával büszkélkedhet Kína, az Egyesült Államok és Németország után!
A szilárdtest-akkumulátorok forradalma a hagyományos lítiumion-cellák folyékony elektrolitjának szilárd anyaggal való helyettesítésében rejlik. Ez a változás kerámiákra vagy szilárd polimerekre épül, és jelentős előnyökkel jár. Az energiasűrűség növekedése talán a legkézzelfoghatóbb változás: a kompaktabb és könnyebb akkumulátorok több energiát tárolnak ugyanabban a térfogatban, ezáltal egyes fejlesztések szerint az elektromos nehézgépjárművekben akár 1200–1400 kilométeres hatótávolság is elérhető egyetlen töltéssel.
Emelett a töltési sebesség is radikálisan javul. A szilárd elektrolit gyorsabb ionmozgást tesz lehetővé, így egy 10–80 százalékos töltés mindössze 10–20 percet vesz igénybe – ez már összehasonlítható a hagyományos üzemanyag-tankolás idejével. A biztonság terén is áttörést jelentenek: a szilárd elektrolit gyakorlatilag megszünteti a szivárgás és a tűzveszély kockázatát, ami a lítiumion-akkumulátorok egyik legnagyobb gyenge pontja volt.
Az élettartam tekintetében a laboratóriumi teszteksorán 10–20 ezer töltési ciklust is mértek, ami sokszorosa a hagyományos lítiumion-akkumulátorok 700–1000-es értékének. A technológia azonban kihívásokkal is küzd. A szilárd elektrolit magas fajlagos ellenállása és a dendritképződés problémája – amely a töltési ciklusok során zárlatot okozhat – még megoldásra vár a tömeggyártás előtt.
A Contemporary Amperex Technology Limited (CATL), a világ legnagyobb akkumulátorgyártója több fronton támadja a problémát. Tavaly létrehozta a China All-Solid-State Battery Collaborative Innovation Platform (CASIP) konzorciumot, amely a BYD-t, a NIO-t és a CALB-t is tömöríti, kormányzati szervekkel és kutatóintézetekkel kiegészülve. A CASIP ambiciózus célja, hogy 2030-ra elérje a teljes körű tömeggyártást. Már most is végeznek teszteket félszilárdtest-akkumulátorokkal olyan prémium elektromos járművekben – a NIO és a Zeekr csúcsmodelljeiben –, amelyek kereskedelmi forgalomban is elérhetők. Ezek 500–600 kilométeres hatótávot biztosítanak 15–20 perces töltési idővel.
A CATL ezzel párhuzamosan fejleszt nátriumion-akkumulátorokat is, amelyek a költséghatékonyságuk miatt vonzók. Bár az energiasűrűségük alacsonyabb (160–200 Wh/kg a lítiumion 250–300 Wh/kg-jával szemben), nem igényelnek ritkaföldfémeket, így ideálisak az alacsonyabb hatótávot igénylő járművekhez.
A BYD, Kína másik akkunagyhatalma a saját, LiFePO4 eljárással készült Blade akkumulátoraival már most is kiemelkedő biztonságot és költséghatékonyságot nyújt. Bár ezeknek az energiasűrűsége alacsonyabb, a stabilitásuk vitathatatlan.
A cég 2027-re tervezi a szilárdtest-akkumulátorok piaci bevezetését a prémiumjárműveiben. A tesztjeik szerint az aksijaik 1000 kilométeres hatótávot is elérhetnek, a töltési idő pedig 12–15 percre csökkenthető.
A Samsung SDI leginkább a biztonságra fókuszál a szilárdtest-akkumulátorok fejlesztésében, részben a korábbi mobiltelefonakkumulátor-tűzesetek következményeinek ellensúlyozására. A tavalyi, újabb prototípusuk, az oxidalapú szilárdtest-akkumulátorok laboratóriumi körülmények között mintegy 500 Wh/kg-os energiasűrűséget értek el – kétszeresét a jelenlegi lítiumion-akkumulátorokénak. A cellák extrém körülmények között végzett tesztek (magas hőmérséklet, gyors töltési ciklusok) során is bizonyították a tűzbiztonságukat és a stabilitásukat. A sorozatgyártást 2027-re tervezik, kezdetben a szuperprémium-kategóriás e-autókhoz.
A cég, a szilárdtest-akkumulátorok egyik úttörője 2023-ban jelentős áttörést ért el a technológia élettartamának növelésében. 2027–2028-ra tervezik a kereskedelmi bevezetést a prémiumszegmensben, akár 800–1000 kilométeres hatótávval és 10–20 perces töltési idővel. Azonban a japán gyártó lemaradásban van Kínával szemben, ahol a CATL és a BYD egy kézben tartja az ellátási láncot, így gyorsabban képesek tömeggyártásra.
A nátriumion-akkumulátorok a fenntarthatóságuk és a költséghatékonyságuk miatt emelkednek ki. Ráadásul bőségesen rendelkezésre álló alapanyagokat használnak – nátriumot és alumíniumot –, elkerülve a nehezebben beszerezhető kobaltot és nikkelt. A CATL 2023-ban kezdte meg ennek a kereskedelmi gyártását, jelenleg 160–200 Wh/kg energiasűrűséggel, de 2027-re 200–250 Wh/kg-ra növelhetik ezt az értéket. Ezek különösen alkalmasak városi elektromos járművekhez – buszokhoz vagy kisteherautókhoz –, ahol a hatótávigény alacsonyabb, de a költséghatékonyság és a biztonság kulcsfontosságú.
A lítium-vas-foszfát (LiFePO4) akkuk már most is széles körben használatosak, különösen a BYD és Tesla járműveiben. Az alacsonyabb energiasűrűségük (130–160 Wh/kg) ellenére kiváló termikus stabilitást és hosszú élettartamot (legalább 2000–3000 teljes ciklust) kínálnak. A gyártásuk olcsóbb, és kevésbé függ a ritkaföldfémektől, így a fenntarthatóság szempontjából előnyösek. A Toyota 2026 végére, 2027 elejére tervezi a bipoláris LiFePO4 akkumulátorok bevezetését, amelyek 20 százalékkal nagyobb hatótávot és 40 százalékkal alacsonyabb költségeket ígérnek.
Magyarország pozíciója a globális akkumulátorgyártásban egyedülálló. A debreceni CATL-gyár, a gödi Samsung SDI- és az iváncsai SK On-üzem eddig is jelentős gazdasági hatást gyakorolnak, és már épül a szegedi BYD-autógyár. A járműipar a magyar GDP közel negyedét adja és 150–200 ezer ember megélhetését biztosítja. Ugyanakkor az akkumulátorgyárak nagy energiafogyasztók, a CATL debreceni üzeme például 80 MW átlagos áramfogyasztást igényel, amit részben saját napelemparkkal fed le. A jelenlegi, fosszilisalapú energiaforrások használata azonban növelheti a szén-dioxid-kibocsátást, legalábbis addig, amíg Paks II. nem áll üzembe.
A gazdasági előnyök mellett a kormányzati stratégia a kutatás-fejlesztésre és a fenntartható technológiákra fókuszál. A Magyar Akkumulátor Szövetség több mint 70 tagja és a Nemzeti Akkumulátor Iparági Stratégia célja, hogy Magyarország az innováció és a zöldtechnológiák európai központjává váljon.
A szilárdtest-akkumulátorok 2026–2027-es bevezetése tehát először a prémium elektromos járművek piacát célozza. A 800–1000 kilométer feletti hatótáv és az akár 5, de a teljes hatótávot nézve is csak 10–15 perces töltési idő forradalmasíthatja a fogyasztói élményt, végleg eltörölve az ún. hatótávszorongást és a töltési idővel kapcsolatos fenntartásokat.
Ez a technológiai ugrás nem egyszerűen a járművek teljesítményét javítja, hanem átformálja az egész iparág szerkezetét – az akkumulátorgyártóktól a jármű-előállítókon át a töltőinfrastruktúra-fejlesztőkig.
Kapcsolódó:
Címlapfotó: MTVA/Bizományosi: Lapis Renáta
További cikkeinket, elemzéseinket megtalálják a makronom.hu oldalon.
Hol tart Magyarország az MI nyújtotta lehetőségek alkalmazásában? Mely szektorokat érinti ez a technológiai áttörés a leginkább? Hogy áll e terület jogi szabályozása? Utánajártunk.
Az újgenerációs mély agyi stimulációs eszközök képesek előre jelezni a depressziót, még mielőtt a beteg bármilyen tünetet észlelne. Az eljárás sikeréhez azonban az is fontos, hogy ne kezeljük stigmaként a mentális betegségeket.
Nagy terveket szőnek Kijevben a politikai és gazdasági korlátok ellenére.
Az évszázad magyar felvásárlási üzletét akadályozták meg.
A puha, hajlékony elektródahálók segítségével a kutatók képesek voltak megfigyelni az agyi fejlődés közbeni változásokat béka-, axolotl- és egérembriók esetében.
Egy friss amerikai tanulmány szerint nem az számít mennyi időt töltenek a gyerekek a képernyő előtt.
Egyre többen érzik, hogy nagy veszélyben van a háborúban álló ország.
Egy kannabiszfarmon történt mindez, ahol illegális migránsokat alkalmazhattak.
