Top 12 Solid State Battery Companies Shaping the Future

The race to develop next-generation solid state batteries is intensifying, with multiple Solid State Battery Companies making significant advancements. Unlike traditional lithium-ion batteries, solid state batteries use solid electrolytes, which offer enhanced safety, higher energy density, and faster charging capabilities. These features have attracted the attention of major companies, leading to a surge in research and development efforts. The following sections provide an in-depth look at some of the top Solid State Battery Companies, their unique approaches, and their development timelines, highlighting the potential impact of their innovations on the energy storage industry.

Was ist eine Festkörperbatterie?

A solid state battery is a new technology that uses solid electrodes and a solid electrolyte, unlike conventional lithium-ion batteries that rely on liquid or gel-based electrolytes. The primary difference lies in the materials used for energy transfer. Traditional batteries typically use a fluid electrolyte, which can cause safety concerns like overheating or even explosions under extreme conditions. In contrast, solid state battery materials are usually made from ceramics, glass, or polymers, which are far more stable and safer.

Die Festkörperbatterie nutzt diese festen Materialien, um Ionen zwischen den Elektroden zu leiten und ersetzt so die flüssige Lösung, die in älteren Batteriekonstruktionen vorhanden ist. Dieser Konstruktionsunterschied verbessert die Sicherheit erheblich, da feste Materialien nicht brennbar sind und viel höheren Temperaturen standhalten können, ohne kaputt zu gehen. Dadurch machen Festkörperbatteriematerialien die Technologie zuverlässiger und verringern das Risiko von Lecks, Bränden oder chemischen Reaktionen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt einer Festkörperbatterie ist ihre Fähigkeit, Lithiummetall als Anode anstelle von Graphit zu verwenden. Diese Änderung erhöht die Energiedichte, sodass die Batterie bei gleicher Größe und gleichem Gewicht mehr Energie speichern kann. Dies ist besonders vorteilhaft für Elektrofahrzeuge (EVs) und tragbare Elektronikgeräte, die kompakte Stromquellen mit hoher Kapazität benötigen. Durch die Verwendung fortschrittlicher Festkörperbatteriematerialien können Hersteller Batterien herstellen, die im Vergleich zu herkömmlichen Optionen nicht nur sicherer, sondern auch leichter und langlebiger sind.

Insgesamt gilt eine Festkörperbatterie aufgrund ihrer verbesserten Sicherheit, längeren Lebensdauer und höheren Energiedichte als vielversprechender Ersatz für aktuelle Lithium-Ionen-Batterien. Der Fortschritt dieser Technologie könnte zu einer Revolution bei der Verwendung von Batterien in verschiedenen Branchen führen, von Elektrofahrzeugen bis hin zu Speichersystemen für erneuerbare Energien.

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Vorteile von Festkörperbatterien

The benefits of solid state batteries make them a strong contender as a replacement for lithium batteries in many applications. Their advantages over traditional lithium-ion batteries include enhanced safety, improved energy density, and rapid charging capabilities, making them highly attractive for industries that demand reliable, long-lasting power solutions.

Erweiterte Sicherheitsfunktionen

One of the key benefits of solid state batteries is their significantly improved safety profile. Traditional lithium-ion batteries use liquid electrolytes, prone to overheating, leaking, or even catching fire under certain conditions. However, solid state batteries replace these with stable, non-flammable materials like ceramics or polymers, reducing the risk of thermal runaway and making them safer for use in high-stress environments such as electric vehicles and industrial equipment. Solid electrolytes are more resistant to degradation over time, which means a lower chance of failure even after extended use.

Verbesserte Überwachung der Energiedichte

Another crucial benefit of solid state batteries is their higher energy density. By utilizing solid state battery materials like lithium metal as the anode, solid state batteries can store more energy per unit of volume or weight than traditional batteries. This feature is especially important for applications where space and weight are at a premium, such as electric vehicles and portable electronics. A solid state battery can double or triple the energy density of a conventional lithium-ion battery, offering more range for EVs or longer usage times for electronic devices. Additionally, the solid electrolytes in these batteries enable better energy density monitoring, allowing for more precise control over the battery’s charge and discharge cycles.

Schnellladefunktionen

Festkörperbatterien sind außerdem für ihre Schnellladefähigkeit bekannt, ein entscheidender Vorteil gegenüber herkömmlichen Lithium batterien. Aufgrund ihrer einzigartigen Struktur und der Eigenschaften von Festkörperbatteriematerialien können diese Batterien eine schnellere Ionenbewegung unterstützen und so die zum vollständigen Aufladen erforderliche Zeit verkürzen. Während es bei herkömmlichen Batterien Stunden dauern kann, bis sie vollständig aufgeladen sind, können Festkörperbatterien dasselbe in einem Bruchteil der Zeit erreichen, was sie zu einem idealen Ersatz für Lithium batterien in Anwendungen macht, bei denen ein schnelles Aufladen von entscheidender Bedeutung ist, wie etwa bei Elektrofahrzeugen oder Notstromversorgungssystemen .

Die Kombination aus erhöhter Sicherheit, höherer Energiedichte und Schnellladefähigkeit macht Festkörperbatterien zur nächsten Evolutionsstufe der Batterietechnologie. Da die Hersteller diese Technologie weiter verfeinern, hat sie das Potenzial, in verschiedenen Branchen als überlegener Ersatz für Lithium batterien zu dienen.

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Herausforderungen bei der Beschleunigung der Entwicklung von Festkörperbatterien

Although solid state batteries have shown significant potential as the future of energy storage, multiple obstacles remain. These challenges hinder the speeding up of solid state battery development and achieving large-scale commercialization. The issues range from competition with other technologies to the complexities of the production process. Let’s look at some of the key challenges researchers and manufacturers face.

Alternative Technologien verfügbar

One of the most significant barriers to speeding up solid state battery adoption is the presence of other competing technologies. Current lithium-ion batteries, for example, have a well-established supply chain, lower costs, and are widely used in many applications. As a result, traditional lithium-ion batteries still dominate the market due to their affordability and proven performance. Besides lithium-ion, other emerging technologies, such as sodium-ion and lithium-sulfur batteries, offer different benefits. These alternatives make it harder for companies to justify the high investment needed to develop solid state batteries.

With more options available, many manufacturers hesitate to commit to solid state technology fully. They are weighing the benefits of solid state batteries against the potential of other systems. Until the cost, safety, and energy density of solid state batteries can be proven to significantly outperform existing options, the adoption process will remain slow. This means speeding up development will require a stronger focus on research and proving the unique value of solid-state systems over other battery technologies.

Komplexe Produktionstechniken

Eine weitere große Herausforderung bei der Beschleunigung der Entwicklung von Festkörperbatterien ist der komplexe Herstellungsprozess. Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien verfügen über einen rationalisierten Produktionsprozess, der über Jahrzehnte optimiert wurde. Im Gegensatz dazu verwenden Festkörperbatterien völlig andere Festkörperbatteriematerialien wie Keramik oder Glas, die schwieriger zu handhaben und teurer in der Herstellung sind. Die empfindliche Struktur dieser Materialien macht es schwierig, bei der Herstellung hohe Qualitätsstandards einzuhalten, was zu geringen Erträgen und hohen Kosten führt.

Additionally, achieving a uniform and stable interface between the solid electrolyte and the electrodes is crucial. Any defects can cause the battery to malfunction or degrade quickly. This requirement for precise manufacturing means that scaling up production is not as simple as for conventional batteries. Current methods for creating solid state batteries often involve high temperatures and pressures, which are costly and time-consuming. As a result, speeding up production would require new techniques and innovations that can lower costs and reduce the time needed to manufacture these advanced batteries.

Darüber hinaus erfordern Festkörperbatterien spezielle Ausrüstung, die nicht allgemein verfügbar ist, was den Markteintritt kleinerer Unternehmen erschwert. Dies führt zu einer erheblichen Investitionsbarriere für neue Akteure und verlangsamt den Gesamtfortschritt. Um Festkörperbatterien zu einem rentablen kommerziellen Produkt zu machen, benötigt die Branche Durchbrüche sowohl bei den Materialien als auch bei den Herstellungsprozessen, um die Produktion zu rationalisieren und die Kosten zu senken.

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Zeitleiste der Festkörperbatterie

Die Zeitleiste für Festkörperbatterien zeigt, wie sich diese vielversprechende Technologie von den ersten Forschungsstadien bis zur erwarteten Massenproduktion entwickelt hat. Trotz der potenziellen Vorteile gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien war der Weg zur großtechnischen kommerziellen Nutzung langwierig und herausfordernd. Hier ist ein genauerer Blick auf den Entwicklungszeitplan und die wichtigsten Meilensteine ​​für Festkörperbatterien.

Frühe Forschung und Entwicklung (1970er – 2000er)

Das Konzept der Festkörperbatterien wurde erstmals in den 1970er Jahren eingeführt, als Forscher begannen, mit Festkörperbatteriematerialien wie Keramik und Polymeren zu experimentieren, um die in herkömmlichen Batterien verwendeten flüssigen Elektrolyte zu ersetzen. In dieser Zeit lag der Schwerpunkt vor allem auf der Verbesserung der Energiedichte und Sicherheit. Aufgrund technischer Einschränkungen und hoher Produktionskosten blieben Festkörperbatterien jedoch weitgehend auf Laborexperimente beschränkt.

Technologische Durchbrüche und Prototypen (2010 – 2019)

In the early 2010s, interest in solid-state technology gained momentum as several companies, including Toyota and Samsung SDI, began investing heavily in research and development. They explored various solid state battery materials and made significant advancements in the composition of solid electrolytes. By 2017, Toyota and other key players had successfully developed the first solid-state prototypes, proving that these batteries could be used in real-world applications. This period marked a turning point in the Solid State Battery Timeline, demonstrating the potential for safer, more efficient energy storage solutions.

Pilotproduktion und erste Kommerzialisierung (2020 – 2025)

In den 2020er Jahren gab es rasante Fortschritte bei der Kommerzialisierung von Festkörperbatterien. Unternehmen wie QuantumScape und Solid Power sind von der Laborforschung zur Pilotproduktion übergegangen, mit dem Ziel, ihre Produkte auf den Markt zu bringen. Diese Firmen haben mit großen Automobilherstellern wie Volkswagen und Ford zusammengearbeitet und sich auf den Einsatz von Festkörperbatterien in Elektrofahrzeugen (EVs) konzentriert. Viele Hersteller planen, bis 2025 ihre Festkörperbatteriemodelle der ersten Generation für Elektrofahrzeuge auf den Markt zu bringen, mit dem Ziel, größere Reichweiten und schnellere Ladezeiten zu erreichen.

Massenproduktion und Marktexpansion (2026 – 2030)

The Solid State Battery Timeline suggests that mass production will begin around 2026, as several leading companies, such as CATL and BYD, have announced plans to launch large-scale production lines. By this time, technological barriers related to solid state battery materials and manufacturing techniques are expected to be resolved, making these batteries more cost-competitive with traditional lithium-ion batteries. This period will also see broader adoption in consumer electronics, energy storage systems, and potentially aviation.

Zukünftige Entwicklungen (2030 und darüber hinaus)

Looking further ahead, the focus will be on optimizing the performance and cost of solid state batteries. As production scales up and the technology matures, solid state batteries are expected to replace conventional lithium-ion batteries in various applications. This transition will likely reshape the energy storage landscape, providing safer, more efficient power solutions for industries worldwide.

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12 Best Solid State Battery Companies

Der Aufstieg der Hersteller von Festkörperbatterien verändert die Energiespeicherbranche und verschiebt die Grenzen dessen, was die traditionelle Lithium-Ionen-Technologie leisten kann. Eine Festkörperbatterie verwendet feste statt flüssige Elektrolyte und bietet so mehr Sicherheit, höhere Energiedichte und schnellere Ladezeiten. Diese Vorteile haben die Aufmerksamkeit großer Akteure wie CATL, BYD und QuantumScape auf sich gezogen, die alle danach streben, diese technologische Entwicklung anzuführen. Während diese Unternehmen den Weg nach vorne ebnen, bereitet sich auch MANLY Battery auf diese Transformation vor. Während wir weiterhin hochmoderne Lithium batterien entwickeln, bleiben Sie über unsere zukünftigen Festkörperinnovationen auf dem Laufenden!

CATL

Überblick

CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited) ist ein weltweit führender Hersteller von Batterien und einer der einflussreichsten Akteure in der Branchesolidestate battery market. The company recently unveiled its “condensed state battery” technology, which integrates liquid and solid electrolyte features to offer a hybrid solution. This innovative design achieves an energy density of up to 500 Wh/kg, positioning it as one of the most advanced solid state battery technologies currently under development. CATL focuses on enhancing energy density and safety—two critical factors that traditional lithium-ion batteries often struggle to balance.

Entwicklungszeitleiste

• 2023: CATL stellte seine Kondensationsbatterie vor und markierte damit einen bedeutenden Meilenstein in der Festkörperforschung des Unternehmens. Die neue Batterietechnologie nutzt einen schwefelbasierten Festelektrolyten, der eine hohe Ionenleitfähigkeit und Stabilität bietet und sich somit ideal für die Erzielung höherer Energiedichten bei gleichzeitiger Wahrung der Sicherheit eignet.
• 2024: CATL’s chief scientist, Wu Kai, announced that the company’s solid state battery technology is currently at a “4 out of 9” maturity level. This scale measures the progress toward full commercialization, with 9 representing readiness for large-scale production. The company set a target to reach a maturity level of “7 or 8” by 2027, enabling small-scale production and establishing CATL as a leader in the solid-state sector.
• 2027: CATL aims to achieve a significant milestone by starting small-scale production of its solid state batteries. This achievement will position CATL as a frontrunner in the industry, paving the way for broader commercialization. The company plans to integrate its solid-state technology into various applications, including electric vehicles (EVs) and energy storage systems.
• 2030 und darüber hinaus: Bis 2030 geht CATL davon aus, seine Festkörperbatterietechnologie vollständig kommerzialisiert zu haben und so der wachsenden Nachfrage nach sichereren und effizienteren Energiespeicherlösungen gerecht zu werden. Zur langfristigen Strategie des Unternehmens gehört die Erweiterung seines Angebots an Festkörperbatterien, um eine Vielzahl von Anwendungen zu unterstützen, von Hochleistungs-Elektrofahrzeugen bis hin zu industriellen Energiespeichersystemen.

BYD

Überblick

BYD, another prominent player among Solid State Battery Companies, has made significant strides in developing its own solid state battery technology. Although BYD has not yet introduced a commercial solid-state product, it has pursued a unique design combining a high-nickel ternary (single crystal) cathode, a silicon-based anode, and a sulfur-based electrolyte. This advanced configuration is expected to yield energy densities exceeding 280 Wh/kg, making BYD a strong competitor in the high-performance battery market.

Entwicklungszeitleiste

• 2018 – 2022: BYD laid the groundwork for its solid state battery research by investing heavily in material science and establishing partnerships with top research institutions. During this period, the company refined its electrolyte and electrode compositions to enhance energy density and safety.
• 2023: The company officially announced its intention to commercialize solid state batteries and began prototyping its first solid-state cells. BYD’s initial designs showed promising results, surpassing conventional lithium-ion batteries’ energy densities.
• 2027: BYD’s first significant milestone is the planned launch of small-scale solid state battery production. The company will initially focus on integrating these batteries into its high-end vehicle models to validate performance and safety in real-world conditions.
• 2030: By 2030, BYD aims to equip around 40,000 vehicles with its solid state battery technology. The company plans to expand production capacity to support the growing demand for solid-state batteries in electric vehicles and other applications.
• 2033 und darüber hinaus: Das langfristige Ziel von BYD besteht darin, bis 2033 120.000 Fahrzeuge mit seiner Festkörpertechnologie auszustatten. Dieser Zeitplan unterstreicht das Engagement des Unternehmens, ein führender Hersteller von Festkörperbatterien zu werden. Die Festkörperdesigns von BYD zielen darauf ab, das Risiko eines thermischen Durchgehens – ein häufiges Problem bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien – zu verringern, indem Materialien verwendet werden, die ein besseres Wärmemanagement und eine bessere Stabilität bieten.

QuantumScape

Überblick

QuantumScape, ein 2010 gegründetes Startup mit Sitz in Kalifornien, hat sich in der Festkörperbatteriebranche schnell einen Namen gemacht. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Entwicklung von Festkörper-Lithium-Metall-Batterien, die speziell für Elektrofahrzeuge (EVs) entwickelt wurden. Was QuantumScape von anderen Festkörperbatterieunternehmen unterscheidet, ist seine innovative „anodenfreie“ Architektur, die den Einsatz herkömmlicher Graphitanoden überflüssig macht. Stattdessen verwendet das Unternehmen Lithiummetall als Anode, gepaart mit seinem proprietären Festkörper-Keramikseparator. Dieses einzigartige Design verbessert die Energiedichte, Sicherheit und Ladegeschwindigkeit erheblich und macht die Batterien von QuantumScape zu einem potenziellen Game-Changer für den Elektrofahrzeugmarkt.

Entwicklungszeitleiste

• 2010: QuantumScape was established by Stanford University scientists, including Jagdeep Singh, Fritz Prinz, and Tim Holme. The company initially aimed to develop a safer, higher-capacity battery that could outperform existing lithium-ion technology.
• 2018: Volkswagen Group invested $100 million in QuantumScape to accelerate the development of solid state battery technology. This partnership aimed to integrate QuantumScape’s batteries into Volkswagen’s future EV models, allowing the automaker to offer longer ranges and faster charging times.
• 2020: QuantumScape went public, attracting more investors and gaining further financial support for its research and development. This milestone allowed the company to ramp its efforts and produce early-stage prototypes.
• 2022: QuantumScape lieferte seinen ersten 24-schichtigen Prototyp einer Lithium-Metall-Batteriezelle zum Testen an mehrere große Automobil-Erstausrüster (OEMs). Diese Zellen zeigten eine hohe Energiedichte und Schnellladefähigkeiten und bestätigten damit den einzigartigen Designansatz des Unternehmens. QuantumScape hat sich außerdem mit Fluence zusammengetan, um den Einsatz seiner Festkörperbatterien in stationären Energiespeichersystemen zu untersuchen und so seine potenziellen Anwendungen über den Automobilsektor hinaus zu erweitern.
• 2023: Das Unternehmen gab erfolgreiche Testergebnisse für seine A0-Musterbatterien bekannt und erreichte eine hohe positive Elektrodenkapazität von 3,1 mAh/cm². Unter 100 % Entladetiefe (DoD) und C/3-Lade- und C/2-Entladebedingungen behielten die A0-Zellen nach 1.000 Zyklen eine Kapazitätserhaltung von 95 % bei. Diese Ergebnisse zeigten, dass die Festkörpertechnologie von QuantumScape Leistungsniveaus erreicht, die mit Flüssig-Lithium-Ionen-Batterien mit hohem Nickelgehalt vergleichbar sind, was einen bedeutenden Fortschritt auf diesem Gebiet darstellt.
• 2024: QuantumScape hat mit der Auslieferung seiner Alpha-2-Prototypen an ausgewählte Kunden zur weiteren Prüfung und Integration in EV-Plattformen begonnen. Diese Phase wird es dem Unternehmen ermöglichen, seine Technologie auf der Grundlage realer Daten zu verfeinern und sich auf die Serienproduktion vorzubereiten.
• 2027 – 2030: QuantumScape plant, bis 2030 die Massenproduktion seiner Festkörperbatterien zu erreichen. Dieser Zeitplan spiegelt den strategischen Fokus des Unternehmens auf die Bewältigung verbleibender technischer Herausforderungen wider, wie z. B. die Verbesserung der Skalierbarkeit der Fertigung und die Gewährleistung einer langfristigen Haltbarkeit.

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EVE Energy Co., Ltd. (EVE)

Überblick

EVE Energy Co., Ltd. (EVE), founded in 2001, is a leading Chinese solid state battery manufacturer known for focusing on high-power and high-durability battery solutions. EVE has been actively developing solid-state technology using sulfide and halide-based solid electrolytes to enhance the performance and safety of its batteries. The company’s strategy involves a phased approach, starting with semi-solid batteries and gradually transitioning to fully solid-state designs. With its advanced materials and strong research capabilities, EVE aims to dominate the solid state battery market.

Entwicklungszeitleiste

• 2017: EVE officially launched its solid state battery research program, focusing on developing sulfide-based solid electrolytes. This early-stage research addressed key technical challenges, such as optimizing electrolyte composition and improving the interface stability between the solid electrolyte and electrode materials.
• 2022: EVE hat bei der Entwicklung seiner halbfesten Batterien erhebliche Fortschritte gemacht und erfolgreich Prototypenzellen mit einer Energiedichte von 330 Wh/kg und einer Zyklenlebensdauer von über 2.000 Zyklen hergestellt. Dieses halbfeste Design diente als Übergangstechnologie und ermöglichte es EVE, seine Prozesse zu verfeinern und sich auf die spätere Einführung vollständig fester Batterien vorzubereiten.
• 2023: Auf der ersten jährlichen Lithium batteriekonferenz stellte EVE seine Roadmap für die Entwicklung von Festkörperbatterien vor. Das Unternehmen kündigte an, eine zweistufige Strategie zu verfolgen: bis 2026 Durchbrüche bei den Produktionstechniken zu erzielen und ein leistungsstarkes, umweltfreundliches Festkörperbatteriemodell für Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs) auf den Markt zu bringen. Der Schwerpunkt dieses ersten Modells liegt auf der Bereitstellung erhöhter Sicherheit und verbesserter Leistungsabgabe für anspruchsvolle Anwendungen.
• 2025: EVE plans to complete the development of its second-generation semi-solid battery with an energy density of 400 Wh/kg. The company aims to begin vehicle integration testing by year-end to gather performance data and refine its designs.
• 2026: EVE expects to achieve a significant milestone by launching its first high-power solid state battery for HEVs. This model will serve as a stepping stone toward developing high-energy-density batteries suitable for full electric vehicles (EVs).
• 2028: EVE strebt die Einführung einer Festkörperbatterie mit einer Energiedichte von 400 Wh/kg an. Dieses Produkt wird den Höhepunkt seiner Forschungs- und Entwicklungsbemühungen darstellen und auf eine Reihe von Anwendungen abzielen, darunter High-End-Elektrofahrzeuge und Netzspeicher.
• 2030 und darüber hinaus: Bis 2030 plant EVE, die Produktion zu steigern und sich als wichtiger Lieferant von Festkörperbatterien sowohl auf dem nationalen als auch auf dem internationalen Markt zu etablieren. Zur langfristigen Strategie des Unternehmens gehört es, die Energiedichte und Sicherheit seiner Festkörperbatterien zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten zu senken, um diese Batterien leichter zugänglich zu machen.

Samsung SDI

Überblick

Samsung SDI, a subsidiary of Samsung Group, began its journey in solid state battery development in 2013. The company focuses on creating high-performance, safe batteries using advanced materials like high-nickel cathodes and sulfide-based electrolytes. By leveraging its expertise in battery manufacturing and cutting-edge research facilities, Samsung SDI aims to produce batteries that can outperform conventional lithium-ion batteries in energy density, safety, and lifespan.

Entwicklungszeitleiste

• 2013: Samsung SDI began its initial solid state battery technology research. The goal was to address some key limitations of existing lithium-ion batteries, such as safety risks and energy density constraints.
• 2018: The company intensified its efforts by investing heavily in solid-state research projects. During this time, Samsung SDI also began collaborating with other South Korean battery manufacturers, such as LG Chem and SK Innovation, to advance the development of high-energy-density cells.
• 2020: Samsung SDI achieved a significant breakthrough by developing a prototype solid state battery with an energy density of over 400 Wh/kg. This battery demonstrated a potential single-charge driving range of over 800 kilometers, making it a viable option for electric vehicles (EVs) looking to extend their range. The prototype had a cycle life of over 1,000 cycles, setting a new benchmark for performance in the solid-state field.
• 2023: Samsung SDI established its first solid-state pilot production line (the S-Line) at its research facility in Suwon, South Korea. In June, the company produced its first samples of sulfide-based solid state batteries, marking the start of pre-commercial production. By August, Samsung SDI announced plans to expand its Ulsan plant to accommodate new production lines for LFP (Lithium Iron Phosphate) and solid state batteries, to double the plant’s capacity.
• 2025: Samsung SDI strebt die Fertigstellung seiner großtechnischen Produktionstechnologie für Festkörperbatterien an. Das Unternehmen plant die Entwicklung von Festkörperbatterien mit hoher Kapazität, die in großem Maßstab hergestellt werden können, sodass sie für den Massenmarkt geeignet sind.
• 2027: Full-scale mass production of solid state batteries will begin at the newly expanded Ulsan facility. The company expects to achieve an energy density of 900 Wh/L, making these batteries ideal for various applications, from high-performance EVs to industrial energy storage systems.

Solide Kraft

Überblick

Solid Power, founded in 2011 as a spin-off from the University of Colorado, focuses exclusively on developing high-performance solid state battery cells and materials. The company has carved out a unique niche by using sulfide-based solid electrolytes, which are known for their high ionic conductivity and safety. Solid Power’s goal is to create solid state batteries that can be manufactured using existing lithium-ion production lines, making them easier and more cost-effective to scale up.

Entwicklungszeitleiste

• 2011: Solid Power was established by a group of scientists at the University of Colorado. The company started by exploring novel solid-state materials and designs that could outperform traditional lithium-ion batteries. Initially, Solid Power received support from the U.S. Air Force and the National Science Foundation to develop its core technology.
• 2017: Solid Power entered its first significant partnership agreement with BMW. This collaboration allowed the company to accelerate its development of solid state battery prototypes for the automotive market.
• 2018: Das Unternehmen erweiterte seinen Forschungsschwerpunkt durch die Einführung eines zweiten Kernprodukts: einer Festkörperbatterie mit hoher Energiedichte, die eine einzigartige Kombination aus NCM-Kathoden (Nickel-Kobalt-Mangan) und Anoden auf Siliziumbasis verwendet. Diese Entwicklung erregte das Interesse anderer Automobilhersteller, darunter Ford und SK Innovation.
• 2022: Solid Power installed its pilot production line for sulfide-based solid state batteries. With an annual capacity of 15,000 battery cells, this facility enabled the company to produce its first prototype cells for testing and further optimization. During this year, Solid Power also began working closely with BMW and Ford to integrate its battery technology into their electric vehicle platforms.
• 2023: In November, Solid Power announced that it had produced its first batch of A-sample solid state batteries, which were delivered to BMW for initial testing and automotive qualification. This milestone marked the company’s entry into the vehicle certification phase, with plans to use these batteries in BMW’s demonstration projects. Additionally, BMW received a license to develop Solid Power’s solid state batteries at its facilities, further deepening the partnership.
• 2025: Solid Power aims to start large-scale production of solid state battery prototypes, focusing on improving energy density and extending cycle life. This phase will also involve optimizing the integration of its solid-state cells into various automotive platforms.
• 2026: Das Unternehmen plant, die Produktion hochzufahren, um seine Festkörperbatterien für den kommerziellen Einsatz in Hybrid- und Elektrofahrzeugen auszuliefern. Bis 2026 werden die Produktionskapazitäten von Solid Power erheblich erweitert, um der wachsenden Nachfrage seiner Partner gerecht zu werden.
• 2030: Solid Power expects to reach full-scale mass production by 2030, with an energy density target of 560 Wh/kg. This level of performance would place Solid Power’s solid state batteries among the highest-energy-density solutions available, making them a strong competitor in the EV and energy storage markets.

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LG Energielösung

Überblick

LG Energy Solution, a subsidiary of LG Chem, is one of the top global battery manufacturers. The company strongly focuses on lithium-ion and solid-state battery technologies and is well-known for its high-quality batteries used in electric vehicles (EVs) and energy storage systems. Recently, LG Energy Solution has been making significant strides in solid-state battery development, particularly in the semi-solid and fully solid-state sectors.

Entwicklungszeitleiste

• 2013: LG Energy Solution begann mit der ersten Forschung im Bereich der Festkörpertechnologie und untersuchte verschiedene Materialzusammensetzungen und Produktionstechniken, um die Sicherheit und Leistung von Batterien zu verbessern.
• 2023: In September, LG Energy Solution announced constructing a semi-solid battery production line at its Ochang Energy Plant, targeting commercial production by 2026. This new facility will focus on semi-solid batteries with an energy density of around 650 Wh/L, providing higher energy output than traditional lithium-ion batteries. At the World Power Battery Conference in 2023, LG Energy Solution revealed its plan first to commercialize semi-solid batteries and later transition to full solid-state technology.
• 2024: Auf der Ausstellung „Inter Battery 2024“ stellte LG Energy Solution seine Bemühungen zur Entwicklung von Lithium-Schwefel-Batterien als Technologie der nächsten Generation vor. Das Unternehmen will bis 2027 mit der Massenproduktion dieser Batterien beginnen. Gleichzeitig arbeitet LG Energy Solution an zwei Festkörperbatterierouten: einer Polymer-Festkörperbatterie und einer Festkörperbatterie auf Sulfidbasis. Diese Doppelstrategie ermöglicht es dem Unternehmen, auf verschiedene Marktanforderungen einzugehen und eine breitere Anwendung seiner Halbleiterprodukte sicherzustellen.
• 2026: LG Energy Solution plans to achieve commercial-scale production of its semi-solid batteries. The company is focusing on optimizing silicon or lithium metal anodes to boost energy density further, making these batteries more suitable for EVs and high-performance applications.
• 2028: LG Energy Solution will bis zu diesem Jahr eine Polymer-Festkörperbatterie mit einer Energiedichte von 750 Wh/L auf den Markt bringen und seine Forschung an einer Hochleistungsbatterie auf Sulfidbasis abschließen. Diese Batterien bieten eine erhebliche Steigerung sowohl der Energiespeicherkapazität als auch der Sicherheit und positionieren LG als Marktführer in der Batterietechnologie mit hoher Energiedichte.
• 2030: Die vollständige Kommerzialisierung der sulfidbasierten Festkörperbatterien von LG Energy Solution wird bis 2030 erwartet. Ziel des Unternehmens ist es, eine Energiedichte von mehr als 900 Wh/L zu erreichen, wodurch diese Batterien ideal für Elektrofahrzeuge mit großer Reichweite und andere anspruchsvolle Anwendungen sind. Diese Entwicklung wird einen bedeutenden Meilenstein darstellen, da LG Energy Solution von der halbfesten zur vollfesten Batterietechnologie übergeht und seine Position als eines der weltweit führenden Unternehmen für Festkörperbatterien sichert.

Toyota

Überblick

Toyota, einer der größten Automobilhersteller der Welt, ist seit Jahrzehnten führend in der Forschung zu Festkörperbatterien. Der Fokus des Unternehmens auf Festkörpertechnologie ist Teil seiner umfassenderen Strategie, den Markt für Elektrofahrzeuge anzuführen und die Abhängigkeit von herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien zu verringern. Die Festkörperbatterien von Toyota sind für ihre hohe Energiedichte, schnelle Ladefähigkeit und erhöhte Sicherheit bekannt. Durch die Nutzung seines umfangreichen Patentportfolios und seiner Partnerschaften will Toyota in den nächsten Jahren Feststoffbatterien in die Massenproduktion bringen.

Entwicklungszeitleiste

• 1990: Toyota begann mit der Erforschung der Festkörperbatterietechnologie und war damit eines der ersten Unternehmen, das sich mit diesem Gebiet beschäftigte. Frühe Forschungen konzentrierten sich auf das Verständnis der grundlegenden Eigenschaften von Festelektrolyten und ihres Potenzials, flüssige Elektrolyte in herkömmlichen Batterien zu ersetzen.
• 2008: Toyota hat sich mit Ilika, einem in Großbritannien ansässigen Materialinnovationsunternehmen, zusammengetan, um gemeinsam Festkörperbatterien zu entwickeln. Diese Zusammenarbeit half Toyota dabei, sein Verständnis von Festkörpermaterialien zu erweitern und führte zur Entwicklung seiner ersten Festkörper-Prototypen.
• 2019: Toyota präsentierte seine ersten Muster von Festkörperbatterien und demonstrierte einen Prototyp eines Fahrzeugs, das mit dieser Technologie angetrieben wird. Etwa zur gleichen Zeit gründeten Toyota und Panasonic ein Joint Venture, um die Kommerzialisierung von Festkörperbatterien zu beschleunigen. Bis Ende 2019 hielt Toyota über 1.300 Patente im Zusammenhang mit der Festkörperbatterietechnologie und war damit führend im Bereich des geistigen Eigentums in diesem Bereich.
• 2023: In July, Toyota announced that it had developed a breakthrough in solid state battery technology, overcoming the issue of volume expansion that typically shortens the lifespan of these batteries. This new technology allows Toyota’s solid state batteries to be fully charged in under 10 minutes and deliver a range of up to 1,200 kilometers on a single charge. In October, Toyota partnered with Idemitsu Kosan, a leading Japanese chemical company, to establish a small-scale production line for solid-state electrolytes at Idemitsu’s factory in Chiba Prefecture, Japan. This partnership aims to commercialize Toyota’s sulfide-based solid state batteries by 2027.
• 2025: Toyota plant, seine Feststoffbatterien der ersten Generation bis 2025 in Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEVs) einzuführen. Dies wird als Testphase für die Technologie dienen und es Toyota ermöglichen, seine Designs zu verfeinern und Marktfeedback zu sammeln, bevor vollelektrische Fahrzeuge mit Feststoffen auf den Markt kommen Zustandsbatterien.
• 2027: Toyota will begin mass-producing solid state batteries for its electric vehicles. The company’s goal is to offer vehicles with significantly longer range, faster charging, and enhanced safety compared to traditional EV batteries. This timeline will see the introduction of solid state batteries in Toyota’s high-end models, further establishing its dominance in the EV market.
• 2030: Toyota will bis 2030 eine Produktionskapazität erreichen, die es ermöglicht, jährlich 3,5 Millionen Fahrzeuge mit Festkörperbatterien auszurüsten. Diese Größenordnung würde es Toyota ermöglichen, seinen Wettbewerbsvorteil zu behaupten und seine Position als Marktführer in der Festkörperbatterietechnologie zu festigen.

SK An

Überblick

SK On, eine Tochtergesellschaft der südkoreanischen SK Innovation, entwickelt aktiv Festkörperbatterietechnologien, um die Zukunft von Elektrofahrzeugen (EVs) und Energiespeichersystemen zu unterstützen. Der Ansatz des Unternehmens konzentriert sich auf zwei Haupttypen von Festkörperbatterien: Polymeroxid-Verbundbatterien und Batterien auf Sulfidbasis. Durch Partnerschaften mit Forschungseinrichtungen und erhebliche Investitionen in Forschung und Entwicklung strebt SK On eine frühe Kommerzialisierung seiner Festkörperprodukte bis zum Ende dieses Jahrzehnts an.

Entwicklungszeitleiste

• 2023: SK On announced that it had successfully developed a new oxide-based solid electrolyte with the highest lithium-ion conductivity in the world. This electrolyte, created in collaboration with Dankook University, achieved an ionic conductivity of 1.7 mS/cm, representing a 70% improvement over existing materials. The new electrolyte uses LLZO (Lithium Lanthanum Zirconium Oxide) as its base material, boosting ion transport and providing excellent chemical stability. This prevents unwanted reactions with cathode materials and helps suppress the formation of dangerous lithium dendrites, enabling the use of lithium metal anodes instead of conventional graphite.
• 2024: SK On wird den Bau seines neuen Batterieforschungszentrums in Daejeon, Südkorea, abschließen. Diese Anlage wird zu einem entscheidenden Knotenpunkt für die Weiterentwicklung der Feststoffbatterieentwicklung des Unternehmens werden. Das Forschungszentrum wird sich auf die Verfeinerung der Mikrostruktur von Festelektrolyten und die Verbesserung der Sicherheit und Haltbarkeit der Festkörperbatteriedesigns von SK On konzentrieren.
• 2025 – 2026: SK On plans to produce its first prototype solid state batteries. These early models will include both polymer-oxide composite batteries and sulfide-based batteries, each targeting different segments of the EV market. By 2026, SK On aims to complete initial prototype testing and begin scaling up production to prepare for the next development phase.
• 2028: SK On expects to begin commercial production of its first-generation solid state batteries, focusing on EVs and high-end energy storage applications. The commercial products will offer improved energy density, faster charging speeds, and enhanced safety compared to traditional lithium-ion batteries.
• 2029: Für beide Arten von Festkörperbatterien wird eine vollständige Kommerzialisierung erwartet, wodurch die Position von SK On als Marktführer in der Festkörpertechnologie gefestigt wird. Mit seinen starken Forschungs- und Entwicklungskapazitäten und strategischen Partnerschaften ist SK On auf dem besten Weg, zu den Spitzenreitern zu gehörenUnternehmen für FestkörperbatterienWir treiben die Zukunft der Energiespeicherung voran.

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Faktorielle Energie

Überblick

Factorial Energy, an American startup founded in 2020, is quickly making a name for itself in the solid state battery industry. The company’s unique technology, the Factorial Electrolyte System Technology (FEST), integrates semi-solid and solid-state electrolyte materials into existing lithium-ion battery production lines. This approach significantly reduces production costs while enhancing energy density and safety. Factorial Energy’s solid state batteries aim to offer longer driving ranges, improved safety, and compatibility with standard manufacturing processes, making them a strong competitor in the market.

Entwicklungszeitleiste

• 2020: Factorial Energy was founded in Woburn, Massachusetts, to commercialize its proprietary FEST technology. The company initially focused on developing a scalable, cost-effective manufacturing process for integrating solid-state electrolytes into lithium-ion battery cells. By utilizing FEST, Factorial aimed to create batteries offering 20-50% more range than traditional lithium-ion batteries without compromising safety or cycle life.
• 2022: Factorial Energy secured $200 million in Series D funding, led by automotive giants Mercedes-Benz and Stellantis. This capital injection accelerated the company’s R&D efforts and enabled the construction of a new solid state battery pilot line. The partnerships with these major automakers also paved the way for Factorial to test its battery technology in real-world vehicle applications.
• 2023: In October, Factorial Energy delivered its first 100 Ah lithium-metal solid-state A-sample cells to automotive partners for testing. This marked a significant milestone in Factorial’s development, as these samples demonstrated the potential of FEST technology to deliver high energy densities and long cycle life. Simultaneously, the company announced progress on its 200 MWh solid state battery assembly line in Methuen, Massachusetts, which, when completed, will be the largest solid state battery production facility in the U.S.
• 2025: Factorial Energy plans to complete the installation of its production line and begin low-volume manufacturing of semi-solid batteries using its FEST technology. This phase will also see the integration of Factorial’s batteries into the first generation of EV prototypes from Mercedes-Benz and Stellantis, enabling extensive testing and validation.
• 2026 – 2028: Factorial will ramp production and transition from semi-solid to excellent state batteries. By 2028, the company expects to achieve full commercialization of its solid-state products, with a focus on high-energy-density cells that offer more excellent safety and performance than current lithium-ion batteries.
• 2030 und darüber hinaus: Factorial will bis 2030 ein führender Anbieter von Festkörperbatterien für den globalen Elektrofahrzeugmarkt sein. Mit seiner FEST-Technologie und starken Partnerschaften will Factorial Energy mit größeren Festkörperbatterieunternehmen konkurrieren, indem es hochwertige Batterien anbietet, die die strengen Sicherheitsanforderungen erfüllen und Leistungsanforderungen der Automobilindustrie.

Sunwoda

Überblick

Sunwoda, ein führender chinesischer Batteriehersteller, entwickelt aktiv die Festkörperbatterietechnologie, um der wachsenden Nachfrage nach Batterien mit hoher Energiedichte in Elektrofahrzeugen (EVs) und Energiespeichersystemen gerecht zu werden. Die Bemühungen des Unternehmens um Festkörperbatterien konzentrieren sich auf die Verbesserung der Energiedichte, die Reduzierung von Kosten und den Aufbau von Partnerschaften zur Beschleunigung der Entwicklung. Sunwoda hat einen klaren Fahrplan für seine Festkörperbatterien skizziert, wobei die Produktionskapazitäten bis 2026 voraussichtlich erheblich gesteigert werden sollen.

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• 2023: Sunwoda took a significant step by signing a collaborative agreement with the Songshan Lake Materials Laboratory in Dongguan. The partnership aims to build a shared research and development platform dedicated to solid state batteries, enabling both parties to pool their resources and expertise. This agreement marked the beginning of Sunwoda’s structured approach to solid state battery innovation.
• 2024: The company announced that it had completed the development of its first-generation semi-solid batteries, achieving an energy density of 300 Wh/kg. The focus was optimizing the polymer-based electrolyte to ensure safety and performance while keeping costs competitive. The next step was to develop second-generation batteries with even higher energy densities.
• 2025: Sunwoda reached a milestone with its second-generation semi-solid batteries entering pilot production. With an energy density of 400 Wh/kg, these batteries began undergoing vehicle integration tests with automotive partners. The company also announced that it had achieved laboratory validation for its third-generation solid state batteries, which use a polymer-composite electrolyte and offer a targeted energy density of 500 Wh/kg. This marked a major leap in Sunwoda’s technical capabilities and positioned it to compete with other leading Solid State Battery Companies.
• 2026: Die Produktionslinie für Festkörperbatterien von Sunwoda wird voraussichtlich eine Jahreskapazität von 1 GWh erreichen. Diese neue Anlage wird sich auf Festkörperbatterien der dritten Generation mit einem erhöhten Energiedichteziel von 500 Wh/kg und einer Zellkapazität von 60 Ah konzentrieren. Das Unternehmen plant außerdem, die Kosten dieser Batterien auf 2 RMB/Wh zu senken, um sie für ein breiteres Spektrum von Elektrofahrzeugherstellern zugänglicher zu machen.
• 2028 – 2030: Sunwoda is set to introduce its fourth-generation solid state batteries, featuring a lithium metal anode and a projected energy density of 700 Wh/kg. This development will significantly enhance the driving range and charging speeds of EVs equipped with Sunwoda’s batteries. By 2030, the company aims to be one of the top Solid State Battery Companies in terms of technology and production capacity, supplying solid state batteries to global automotive OEMs.

Gotion Hi-Tech

Überblick

Gotion Hi-Tech, ein weiterer führender chinesischer Batteriehersteller, hat aktiv seine eigene Festkörperbatterietechnologie entwickelt. Das Hauptaugenmerk des Unternehmens liegt auf der Erzielung hoher Energiedichten und langer Zyklenlebensdauer mithilfe fortschrittlicher Festelektrolyte auf Sulfidbasis. Das 2017 gestartete Festkörperprogramm von Gotion Hi-Tech hat in den letzten Jahren rasante Fortschritte gemacht und gipfelte in der Einführung der Festkörperbatterie „Jinshi“ (Goldener Stein) im Jahr 2023.

Entwicklungszeitleiste

• 2017: Gotion Hi-Tech officially began its solid state battery development program, focusing on sulfide-based electrolytes. The company’s early research efforts focused on improving the stability and ionic conductivity of sulfide materials to enable safer and higher-capacity batteries.
• 2023: Gotion Hi-Tech unveiled its first full solid state battery, branded as the “Jinshi” battery in May. This battery features an energy density of 350 Wh/kg and 800 Wh/L, which is about 40% higher than conventional ternary lithium-ion batteries. The “Jinshi” battery also boasts a cycle life of over 3,000 cycles, making it highly competitive in terms of both performance and longevity. The launch of this battery marked a significant breakthrough for Gotion Hi-Tech, positioning it as a serious contender among other Solid State Battery Companies.
• 2024: Following the successful launch of the “Jinshi” battery, Gotion Hi-Tech began ramping up its pilot production line. The company focused on refining the battery’s materials, including developing ultra-thin film-coated single-crystal cathodes and a 3D mesoporous silicon anode. These innovations contributed to better energy retention and faster charging capabilities, making the “Jinshi” battery suitable for a broader range of applications, from electric vehicles to grid storage.
• 2027: Gotion Hi-Tech plant die Durchführung kleiner Fahrzeugintegrationstests mit seinen „Jinshi“-Festkörperbatterien. In dieser Phase kann das Unternehmen Daten zur Batterieleistung unter realen Bedingungen sammeln und vor der Serienproduktion alle notwendigen Anpassungen vornehmen. Im Erfolgsfall wird Gotion Hi-Tech mit den Vorbereitungen für die Massenproduktion beginnen und eine Energiedichte von 350 Wh/kg als Basis für seine kommerziellen Produkte anstreben.
• 2030: Das Unternehmen strebt die Massenproduktion seiner vollständigen Festkörperbatterien bis 2030 an. Da die Industriekette immer ausgereifter wird, geht Gotion Hi-Tech davon aus, über die gesamte Produktpalette hinweg Festkörperbatterien mit einer konstanten Energiedichte von 350 Wh/kg anbieten zu können . Langfristiges Ziel des Unternehmens ist es, die Energiedichte auf 400 Wh/kg zu erhöhen und gleichzeitig eine Energiedichte auf Systemebene von 280 Wh/kg beizubehalten, sodass Fahrzeuge mit einer einzigen Ladung eine Reichweite von bis zu 1.000 Kilometern erreichen können.

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Abschluss

Während sich die Festkörperbatterietechnologie weiterentwickelt, verschieben wichtige Akteure wie CATL, BYD, QuantumScape und andere die Grenzen des Möglichen. Jedes dieser Festkörperbatterieunternehmen hat unterschiedliche Strategien und Technologien entwickelt, um die Herausforderungen in Bezug auf Sicherheit, Energiedichte und Kommerzialisierung zu bewältigen. Die von diesen Unternehmen erzielten Fortschritte bereiten nicht nur den Weg für eine neue Ära der Batterietechnologie, sondern versprechen auch, die Art und Weise, wie Energie in verschiedenen Branchen gespeichert und genutzt wird, zu revolutionieren. Mit zunehmender Massenproduktion und zunehmender kommerzieller Akzeptanz könnten Festkörperbatterien bald zum Standard für leistungsstarke Energielösungen werden und sicherere und effizientere Energie für alles bereitstellen, von Elektrofahrzeugen bis hin zu erneuerbaren Energiesystemen.