Revoluce v bateriích je blíž, než se čekalo. GM sází na jinou technologii než solid-state
Na solid-state si ještě počkáme. Skutečný průlom v bateriích pro elektromobily může přijít mnohem dřív
Když se mluví o budoucnosti elektromobilů, nejčastěji padá jedno magické slovní spojení: solid-state baterie. Právě ty jsou už několik let vykreslovány jako technologie, která jednou provždy vyřeší dojezd, rychlost nabíjení i bezpečnost elektrických aut. Má to ale háček — většina automobilek s jejich masovým nasazením stále nepočítá dřív než na konci dekády.
Mezitím se však do popředí dostává jiná technologie, která může trh proměnit mnohem dřív. General Motors sází na křemíkové anody a dává jasně najevo, že právě tady vidí nejbližší velký skok ve vývoji baterií pro elektromobily.
Viceprezident General Motors pro baterie a udržitelnost Kurt Kelty to řekl bez okolků: „Věříme, že křemík je další generací anodové technologie.“ Cíl je přitom stejný jako u všech ambiciózních bateriových projektů — delší dojezd, rychlejší nabíjení a vyšší bezpečnost.
Anoda je jednou z klíčových součástí baterie. Při nabíjení ukládá ionty, při vybíjení je zase uvolňuje. Dnes se téměř všechny anody vyrábějí z grafitu. Ten je sice osvědčený a stabilní, ale má i nevýhody. Jeho těžba je drahá a environmentálně problematická, navíc více než 90 % zpracování grafitu je soustředěno v Číně. Přesto se ho výrobci drželi, protože dlouho neexistovala dostatečně životaschopná alternativa.
Právě to se teď mění. Pokud se část grafitu v anodě nahradí křemíkem, baterie může nabídnout výrazně lepší parametry. Křemík totiž dokáže uložit více iontů, a tím zvýšit energetickou hustotu baterie. Výsledkem může být delší dojezd bez zvětšování bateriového paketu. Problémem je, že čistě křemíková anoda při provozu bobtná, a proto je zatím nutné část grafitu zachovat. I tak ale jde o velmi slibný kompromis.
A nejde už jen o laboratorní vizi. Přechod od čistě grafitových anod už probíhá v několika odvětvích. Křemíkové anody dnes pohánějí některé špičkové smartphony a technologie se nyní adaptuje i pro automobilové použití. Kelty potvrdil, že GM jde v tomto směru naplno. Podle něj se v krátkodobém a střednědobém horizontu začne křemík v anodách objevovat ve stále větším podílu.
General Motors sice zatím neupřesnil, jak daleko je ve vývoji ani jak konkrétně se nové baterie projeví na dojezdu či rychlosti nabíjení, ale jiné firmy už naznačují, jak velký dopad může tato změna mít.
Kalifornská společnost Amprius Technologies tvrdí, že elektromobil s dojezdem 310 mil na běžné baterii by mohl s její křemíkovou anodou zvládnout až 574 mil. Startup Sila zase uvádí, že jeho anody s vysokým podílem křemíku mohou zvýšit dojezd o 20 %, aniž by se musela zvětšit velikost bateriového paketu.
Na křemíkových anodách je nejzajímavější právě to, že nejde o vzdálenou budoucnost. Na rozdíl od solid-state baterií už některé vysoce výkonné články s touto technologií míří do reálného provozu.
Výmluvným příkladem je extrémní hypersport McMurtry Spéirling, který zaujal nejen svým rekordním vystoupením na festivalu rychlosti v Goodwoodu, ale i použitou technikou. Pohání ho baterie taiwanské společnosti Molicel, která využívá křemíkové anody od firmy Group14. Výsledek? Zrychlení na 60 mil za hodinu za pouhých 1,55 sekundy a čtvrt míle za osm sekund.
Podobnou cestou se vydal i Mercedes-Benz. Ten použil anody s obsahem křemíku v novém AMG GT, kde pomáhají k mimořádně rychlému nabíjení. Automobilka uvádí, že vůz se dokáže nabít z 10 % na 80 % za pouhých 11 minut při maximálním nabíjecím výkonu 600 kilowattů. To jsou hodnoty, které ještě před pár lety zněly téměř neuvěřitelně.
Hlavní výzvou teď není dokázat, že technologie funguje. To už se zjevně podařilo. Skutečný test teprve přichází: zvládnout výrobu ve velkém, snížit náklady a dostat tyto baterie i do cenově dostupnějších modelů, nejen do hypersportů a prémiových aut.
Ani tady ale vývoj nestojí. Sila už spustila továrnu v Moses Lake ve státě Washington s počáteční kapacitou materiálů pro až 50 000 elektromobilů ročně. Zároveň má zajištěné dodavatelské dohody s Mercedes-Benz a Panasonicem, který je hlavním dodavatelem baterií pro Teslu. Pokud poptávka poroste, může firma závod rozšířit tak, aby vyráběl anodové materiály až pro 2,5 milionu elektromobilů.
Také americká společnost Group14 už zahájila výrobu materiálů pro baterie s křemíkovou anodou ve své továrně v Jižní Koreji. Po získání plného vlastnictví společného podniku se SK Inc. má závod vyrábět až 10 gigawatthodin bateriových materiálů, což stačí pro více než 100 000 elektromobilů.
General Motors přitom nevsází všechno na jednu kartu. Kelty zdůraznil, že automobilka bude i nadále pracovat s více chemickými směry a vybírat správný typ baterie podle konkrétního použití. Pro velká SUV a pick-upy připravuje levnější lithium-manganese-rich baterii, která má dorazit v roce 2028. Ve většině současné nabídky už GM používá baterie s vysokým obsahem niklu, zatímco Chevrolet Bolt spoléhá na lithium-železo-fosfátovou chemii. Nedávno navíc firma oznámila i vývoj sodíko-iontových baterií pro velká úložiště energie.
A solid-state? Na ty GM rozhodně nezanevřelo. Kelty uvedl, že automobilka má v laboratořích řadu prototypů a testování stále probíhá. Solid-state baterie tak zůstávají ve hře jako potenciální „svatý grál“ oboru, který by jednou mohl odstranit obavy z dojezdu a zkrátit nabíjení na úroveň tankování paliva.
Jenže právě tady se ukazuje, jak skutečně vypadá bateriová revoluce. Nepřijde jedním zázračným objevem, který všechno přes noc změní. Spíš půjde o sérii postupných, ale zásadních vylepšení, podobně jako se po desítky let vyvíjely spalovací motory. A křemíkové anody mají velmi dobrou šanci stát se jedním z nejdůležitějších kroků na této cestě.
Zatímco svět sleduje vzdálený příslib solid-state baterií, skutečná změna může přijít už teď — tiše, prakticky a v technologiích, které jsou mnohem blíž sériové výrobě. Pro řidiče elektromobilů by to mohlo znamenat jediné: delší dojezd, rychlejší nabíjení a auta, která budou zase o kus použitelnější v každodenním životě.
Zdroj: GMC
