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.

O que é uma bateria de estado sólido?

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.

A bateria de estado sólido utiliza esses materiais sólidos para conduzir íons entre os eletrodos, substituindo a solução líquida encontrada em designs de baterias mais antigos. Esta diferença na construção melhora significativamente a segurança, uma vez que os materiais sólidos não são inflamáveis ​​e podem suportar temperaturas muito mais elevadas sem se quebrarem. Como resultado, os materiais da bateria de estado sólido tornam a tecnologia mais confiável, reduzindo o risco de vazamentos, incêndios ou reações químicas.

Outro aspecto importante de uma bateria de estado sólido é sua capacidade de usar metal de lítio como ânodo em vez de grafite. Essa mudança aumenta a densidade de energia, permitindo que a bateria armazene mais energia do mesmo tamanho ou peso. Isto é particularmente benéfico para veículos elétricos (EVs) e eletrônicos portáteis que exigem fontes de energia compactas e de alta capacidade. Ao usar materiais avançados de baterias de estado sólido, os fabricantes podem criar baterias que não são apenas mais seguras, mas também mais leves e duradouras em comparação com as opções tradicionais.

No geral, uma bateria de estado sólido é vista como um substituto promissor para as atuais baterias de íons de lítio devido à sua maior segurança, maior vida útil e maior densidade de energia. À medida que esta tecnologia avança, poderá levar a uma revolução na forma como as baterias são utilizadas em diversas indústrias, desde veículos eléctricos a sistemas de armazenamento de energia renovável.

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Benefícios das baterias de estado sólido

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.

Recursos de segurança aprimorados

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.

Monitoramento aprimorado da densidade energética

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.

Capacidades de carregamento rápido

As baterias de estado sólido também são conhecidas por sua capacidade de carregamento rápido, uma vantagem importante em relação às baterias de lítio convencionais. Devido à sua estrutura única e às propriedades dos materiais das baterias de estado sólido, essas baterias podem suportar movimentos iônicos mais rápidos, reduzindo o tempo necessário para carregar totalmente. Embora as baterias tradicionais possam levar horas para atingir a carga completa, as baterias de estado sólido podem conseguir o mesmo em uma fração do tempo, tornando-as um substituto ideal para baterias de lítio em aplicações onde a recarga rápida é crítica, como veículos elétricos ou sistemas de backup de emergência. .

A combinação de segurança aprimorada, maior densidade de energia e recursos de carregamento rápido posiciona as baterias de estado sólido como a próxima evolução na tecnologia de baterias. À medida que os fabricantes continuam a refinar esta tecnologia, ela tem potencial para servir como um substituto superior para baterias de lítio em vários setores.

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Desafios para acelerar o desenvolvimento de baterias de estado sólido

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.

Tecnologias alternativas disponíveis

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.

Técnicas de produção complexas

Outro grande desafio para acelerar o desenvolvimento de baterias de estado sólido é o complexo processo de fabricação. As baterias tradicionais de íon de lítio possuem um processo de produção simplificado que foi otimizado ao longo de décadas. Em contraste, as baterias de estado sólido utilizam um conjunto completamente diferente de materiais de bateria de estado sólido, como cerâmica ou vidro, que são mais difíceis de manusear e mais caros de produzir. A estrutura delicada destes materiais dificulta a manutenção de padrões de alta qualidade durante a fabricação, levando a baixos rendimentos e altos custos.

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.

Além disso, as baterias de estado sólido requerem equipamento especializado que não está amplamente disponível, dificultando a entrada de empresas mais pequenas no mercado. Isto resulta numa barreira significativa ao investimento para novos intervenientes, atrasando o progresso global. Para tornar as baterias de estado sólido um produto comercial viável, a indústria precisa de avanços tanto nos materiais como nos processos de fabrico para agilizar a produção e reduzir custos.

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Cronograma da bateria de estado sólido

A Linha do Tempo da Bateria de Estado Sólido mostra como esta tecnologia promissora evoluiu desde os estágios iniciais de pesquisa até sua esperada produção em massa. Apesar dos seus potenciais benefícios em relação às baterias convencionais de iões de lítio, o caminho para a utilização comercial em larga escala tem sido longo e desafiante. Aqui está uma análise mais detalhada do cronograma de desenvolvimento e dos principais marcos das baterias de estado sólido.

Pesquisa e desenvolvimento iniciais (décadas de 1970 a 2000)

O conceito de baterias de estado sólido foi introduzido pela primeira vez na década de 1970, quando os pesquisadores começaram a fazer experiências com materiais de baterias de estado sólido, como cerâmicas e polímeros, para substituir os eletrólitos líquidos usados ​​nas baterias tradicionais. Durante este período, o foco foi principalmente na melhoria da densidade energética e da segurança. No entanto, devido a limitações técnicas e aos elevados custos de produção, as baterias de estado sólido permaneceram em grande parte confinadas a experiências de laboratório.

Avanços Tecnológicos e Protótipos (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.

Produção Piloto e Comercialização Inicial (2020 – 2025)

A década de 2020 viu um rápido progresso na comercialização de baterias de estado sólido. Empresas como a QuantumScape e a Solid Power passaram da investigação laboratorial para a produção piloto, com o objetivo de colocar os seus produtos no mercado. Essas empresas fizeram parceria com grandes montadoras como Volkswagen e Ford, com foco no uso de baterias de estado sólido em veículos elétricos (EVs). Até 2025, muitos fabricantes planeiam lançar os seus modelos de baterias de estado sólido de primeira geração para veículos elétricos, visando autonomias de condução mais longas e tempos de carregamento mais rápidos.

Produção em massa e expansão do mercado (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.

Desenvolvimentos Futuros (2030 e Além)

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

A ascensão das empresas de baterias de estado sólido está a remodelar a indústria de armazenamento de energia, ultrapassando os limites do que a tecnologia tradicional de iões de lítio pode alcançar. Uma bateria de estado sólido utiliza eletrólitos sólidos em vez de líquidos, oferecendo maior segurança, maior densidade de energia e tempos de carregamento mais rápidos. Esses benefícios chamaram a atenção de grandes players como CATL, BYD e QuantumScape, cada um se esforçando para liderar essa evolução tecnológica. Enquanto estas empresas preparam o caminho a seguir, a MANLY Battery também se prepara para esta transformação. À medida que continuamos desenvolvendo baterias de lítio de última geração, fique conectado para nossas futuras inovações em estado sólido!

CATL

Visão global

CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited) é líder global na fabricação de baterias e um dos players mais influentes nosólidostate 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.

Cronograma de Desenvolvimento

• 2023: A CATL apresentou sua bateria de estado condensado, marcando um marco significativo na pesquisa de estado sólido da empresa. A nova tecnologia de bateria utiliza um eletrólito sólido à base de enxofre, que oferece alta condutividade iônica e estabilidade, tornando-a ideal para atingir densidades de energia mais altas, mantendo a segurança.
• 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 e além: Até 2030, a CATL espera ter comercializado totalmente sua tecnologia de baterias de estado sólido, atendendo à crescente demanda por soluções de armazenamento de energia mais seguras e eficientes. A estratégia de longo prazo da empresa inclui a expansão da sua oferta de baterias de estado sólido para suportar uma variedade de aplicações, desde veículos elétricos de alto desempenho até sistemas industriais de armazenamento de energia.

BYD

Visão global

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.

Cronograma de Desenvolvimento

• 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 e além: A meta de longo prazo da BYD é ter 120.000 veículos usando sua tecnologia de estado sólido até 2033. Este cronograma ressalta o compromisso da empresa em se tornar líder entre as empresas de baterias de estado sólido. Os projetos de estado sólido da BYD visam reduzir o risco de fuga térmica – um problema comum em baterias tradicionais de íons de lítio – usando materiais que oferecem melhor gerenciamento térmico e estabilidade.

QuantumScape

Visão global

A QuantumScape, uma startup com sede na Califórnia fundada em 2010, ganhou rapidamente destaque na indústria de baterias de estado sólido. A empresa se concentra no desenvolvimento de baterias metálicas de lítio de estado sólido projetadas especificamente para veículos elétricos (EVs). O que distingue a QuantumScape de outras empresas de baterias de estado sólido é sua arquitetura inovadora “livre de ânodos”, que elimina a necessidade dos tradicionais ânodos de grafite. Em vez disso, a empresa usa metal de lítio como ânodo, combinado com seu separador cerâmico de estado sólido proprietário. Este design exclusivo aumenta significativamente a densidade de energia, a segurança e as velocidades de carregamento, tornando as baterias da QuantumScape uma potencial virada de jogo para o mercado de veículos elétricos.

Cronograma de Desenvolvimento

• 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: A QuantumScape entregou seu primeiro protótipo de células de bateria de lítio metálico de 24 camadas para testes em vários dos principais fabricantes de equipamentos originais automotivos (OEMs). Estas células demonstraram alta densidade de energia e capacidades de carregamento rápido, validando a abordagem de design exclusiva da empresa. A QuantumScape também fez parceria com a Fluence para explorar o uso de suas baterias de estado sólido em sistemas estacionários de armazenamento de energia, expandindo suas aplicações potenciais para além do setor automotivo.
• 2023: A empresa anunciou resultados de testes bem-sucedidos para suas baterias de amostra A0, alcançando uma alta capacidade de eletrodo positivo de 3,1 mAh/cm². Sob 100% de profundidade de descarga (DoD) e condições de carga C/3 e descarga C/2, as células A0 mantiveram 95% de retenção de capacidade após 1.000 ciclos. Esses resultados mostraram que a tecnologia de estado sólido da QuantumScape estava se aproximando de níveis de desempenho comparáveis ​​aos das baterias de íon-lítio líquido com alto teor de níquel, marcando um avanço significativo na área.
• 2024: A QuantumScape começou a entregar seus protótipos Alpha-2 para clientes selecionados para testes adicionais e integração em plataformas EV. Esta fase permitirá à empresa refinar a sua tecnologia com base em dados do mundo real e preparar-se para a produção em grande escala.
• 2027 – 2030: A QuantumScape planeja alcançar a produção em larga escala de suas baterias de estado sólido até 2030. Este cronograma reflete o foco estratégico da empresa em enfrentar os desafios técnicos remanescentes, como melhorar a escalabilidade da fabricação e garantir durabilidade a longo prazo.

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EVE Energy Co., Ltd.

Visão global

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.

Cronograma de Desenvolvimento

• 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 fez progressos significativos no desenvolvimento de baterias semissólidas, produzindo com sucesso células protótipo com uma densidade de energia de 330 Wh/kg e um ciclo de vida de mais de 2.000 ciclos. Este design semissólido serviu como uma tecnologia de transição, permitindo à EVE refinar os seus processos e preparar-se para o eventual lançamento de baterias totalmente de estado sólido.
• 2023: Na primeira conferência anual sobre baterias de lítio, a EVE revelou seu roteiro para o desenvolvimento de baterias de estado sólido. A empresa anunciou que seguiria uma estratégia de duas etapas: alcançar avanços nas técnicas de produção até 2026 e lançar um modelo de bateria de estado sólido de alta potência e alta resistência ambiental para veículos elétricos híbridos (HEVs). Este modelo inicial se concentrará em fornecer maior segurança e maior potência para aplicações exigentes.
• 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 pretende introduzir uma bateria totalmente de estado sólido com densidade de energia de 400 Wh/kg. Este produto representará o culminar dos seus esforços de I&D e será direcionado para uma gama de aplicações, incluindo veículos elétricos de gama alta e armazenamento em rede.
• 2030 e além: Até 2030, a EVE planeja aumentar a produção e se estabelecer como um importante fornecedor de baterias de estado sólido nos mercados doméstico e internacional. A estratégia de longo prazo da empresa inclui aumentar a densidade energética e a segurança de sua linha de baterias de estado sólido, ao mesmo tempo que reduz custos para tornar essas baterias mais acessíveis.

Samsung SDI

Visão global

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.

Cronograma de Desenvolvimento

• 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 pretende finalizar sua tecnologia de produção em larga escala de baterias de estado sólido. A empresa planeja desenvolver baterias de estado sólido de alta capacidade que possam ser fabricadas em escala, tornando-as prontas para adoção no mercado de massa.
• 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.

Poder Sólido

Visão global

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.

Cronograma de Desenvolvimento

• 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: A empresa expandiu seu foco de pesquisa introduzindo um segundo produto principal: uma bateria de estado sólido de alta densidade energética usando uma combinação única de cátodos NCM (Níquel Cobalto Manganês) e ânodos à base de silício. Este desenvolvimento atraiu o interesse de outras montadoras, incluindo Ford e 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: A empresa planeja aumentar a produção para entregar suas baterias de estado sólido para uso comercial em veículos híbridos e elétricos. Até 2026, as capacidades de produção da Solid Power serão significativamente expandidas para atender à crescente demanda de seus parceiros.
• 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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Solução de energia LG

Visão global

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.

Cronograma de Desenvolvimento

• 2013: A LG Energy Solution iniciou a sua pesquisa inicial em tecnologia de estado sólido, explorando diferentes composições de materiais e técnicas de produção para melhorar a segurança e o desempenho da bateria.
• 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: Na exposição “Inter Battery 2024”, a LG Energy Solution destacou os seus esforços para desenvolver baterias de lítio-enxofre como a tecnologia da próxima geração. A empresa pretende iniciar a produção em massa destas baterias até 2027. Ao mesmo tempo, a LG Energy Solution está a trabalhar em duas rotas de baterias de estado sólido: uma bateria de estado sólido de polímero e uma bateria de estado sólido à base de sulfureto. Esta estratégia dupla permite à empresa atender às diversas necessidades do mercado e garantir uma aplicação mais ampla dos seus produtos de estado sólido.
• 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: A LG Energy Solution pretende lançar uma bateria de polímero de estado sólido com densidade de energia de 750 Wh/L e concluir sua pesquisa em uma bateria de alta capacidade à base de sulfeto até este ano. Estas baterias oferecerão um aumento substancial na capacidade de armazenamento de energia e na segurança, posicionando a LG como líder em tecnologia de baterias de alta densidade energética.
• 2030: A comercialização total das baterias de estado sólido à base de sulfeto da LG Energy Solution está prevista para 2030. O objetivo da empresa é atingir uma densidade de energia superior a 900 Wh/L, tornando estas baterias ideais para veículos elétricos de longo alcance e outras aplicações exigentes. Este desenvolvimento representará um marco significativo, à medida que a LG Energy Solution transita da tecnologia de baterias semissólidas para totalmente em estado sólido, garantindo a sua posição como uma das principais empresas de baterias de estado sólido a nível mundial.

Toyota

Visão global

A Toyota, uma das maiores montadoras do mundo, está na vanguarda da pesquisa de baterias de estado sólido há décadas. O foco da empresa na tecnologia de estado sólido faz parte de sua estratégia mais ampla para liderar o mercado de veículos elétricos e reduzir a dependência das tradicionais baterias de íons de lítio. As baterias de estado sólido da Toyota são conhecidas pela sua alta densidade de energia, capacidade de carregamento rápido e segurança aprimorada. Ao alavancar o seu extenso portfólio de patentes e parcerias, a Toyota pretende levar baterias de estado sólido para produção em massa nos próximos anos.

Cronograma de Desenvolvimento

• 1990: A Toyota começou a pesquisar tecnologia de baterias de estado sólido, tornando-se uma das primeiras empresas a explorar esta área. As primeiras pesquisas focaram na compreensão das propriedades fundamentais dos eletrólitos sólidos e seu potencial para substituir eletrólitos líquidos em baterias convencionais.
• 2008: A Toyota fez parceria com a Ilika, uma empresa de inovação de materiais com sede no Reino Unido, para co-desenvolver baterias de estado sólido. Esta colaboração ajudou a Toyota a avançar na sua compreensão dos materiais de estado sólido e levou ao desenvolvimento dos seus primeiros protótipos de estado sólido.
• 2019: A Toyota apresentou suas primeiras amostras de baterias de estado sólido e demonstrou um protótipo de veículo movido por esta tecnologia. Na mesma época, a Toyota e a Panasonic estabeleceram uma joint venture para acelerar a comercialização de baterias de estado sólido. No final de 2019, a Toyota detinha mais de 1.300 patentes relacionadas com a tecnologia de baterias de estado sólido, tornando-se líder em propriedade intelectual neste campo.
• 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 plans to introduce its first-generation solid state batteries in hybrid electric vehicles (HEVs) by 2025. This will serve as a test phase for the technology, allowing Toyota to refine its designs and gain market feedback before launching full electric vehicles with solid state batteries.
• 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: A Toyota pretende atingir uma capacidade de produção capaz de equipar 3,5 milhões de veículos anualmente com baterias de estado sólido até 2030. Esta escala permitiria à Toyota manter a sua vantagem competitiva e solidificar a sua posição como líder em tecnologia de baterias de estado sólido.

SK ativado

Visão global

A SK On, uma subsidiária da SK Innovation da Coreia do Sul, está desenvolvendo ativamente tecnologias de baterias de estado sólido para apoiar o futuro dos veículos elétricos (EVs) e dos sistemas de armazenamento de energia. A abordagem da empresa concentra-se em dois tipos principais de baterias de estado sólido: baterias compostas de óxido polimérico e baterias à base de sulfeto. Através de parcerias com instituições de investigação e investimentos significativos em I&D, a SK On pretende alcançar a comercialização antecipada dos seus produtos de estado sólido até ao final desta década.

Cronograma de Desenvolvimento

• 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: A SK On está prestes a concluir a construção de seu novo centro de pesquisa de baterias em Daejeon, Coreia do Sul. Esta instalação se tornará um centro crítico para o avanço do desenvolvimento de baterias de estado sólido da empresa. O centro de pesquisa se concentrará no refinamento da microestrutura de eletrólitos sólidos e na melhoria da segurança e durabilidade dos projetos de baterias de estado sólido da SK On.
• 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: A comercialização em grande escala é esperada para ambos os tipos de baterias de estado sólido, solidificando a posição da SK On como líder em tecnologia de estado sólido. Com suas fortes capacidades de P&D e parcerias estratégicas, a SK On está preparada para se tornar uma das principaisEmpresas de baterias de estado sólidoimpulsionando o futuro do armazenamento de energia.

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Energia Fatorial

Visão global

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.

Cronograma de Desenvolvimento

• 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: A Factorial Energy garantiu US$ 200 milhões em financiamento da Série D, liderado pelas gigantes automotivas Mercedes-Benz e Stellantis. Esta injeção de capital acelerou os esforços de P&D da empresa e permitiu a construção de uma nova linha piloto de baterias de estado sólido. As parcerias com estes grandes fabricantes de automóveis também abriram caminho para a Factorial testar a sua tecnologia de baterias em aplicações veiculares do mundo real.
• 2023: Em outubro, a Factorial Energy entregou suas primeiras células de amostra A de estado sólido de metal de lítio de 100 Ah para testes em parceiros automotivos. Isto marcou um marco significativo no desenvolvimento da Factorial, pois estas amostras demonstraram o potencial da tecnologia FEST para fornecer altas densidades de energia e ciclo de vida longo. Simultaneamente, a empresa anunciou progresso em sua linha de montagem de baterias de estado sólido de 200 MWh em Methuen, Massachusetts, que, quando concluída, será a maior instalação de produção de baterias de estado sólido nos EUA.
• 2025: A Factorial Energy planeja concluir a instalação de sua linha de produção e iniciar a fabricação em baixo volume de baterias semissólidas usando sua tecnologia FEST. Esta fase verá também a integração das baterias da Factorial na primeira geração de protótipos EV da Mercedes-Benz e Stellantis, permitindo testes e validação extensivos.
• 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 e além: Factorial aims to be a leading supplier of solid state batteries for the global EV market by 2030. With its FEST technology and strong partnerships, Factorial Energy plans to compete with larger Solid State Battery Companies by offering high-quality batteries that meet the stringent safety and performance requirements of the automotive industry.

Sunwoda

Visão global

Sunwoda, a leading Chinese battery manufacturer, is actively developing solid state battery technology to meet the growing demand for high-energy-density batteries in electric vehicles (EVs) and energy storage systems. The company’s solid state battery efforts focus on enhancing energy density, reducing costs, and building partnerships to accelerate development. Sunwoda has outlined a clear roadmap for its solid state batteries, with production capabilities expected to ramp up significantly by 2026.

Cronograma de Desenvolvimento

• 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: Espera-se que a linha de produção de baterias de estado sólido da Sunwoda atinja uma capacidade anual de 1 GWh. Esta nova instalação se concentrará em baterias de estado sólido de terceira geração com uma meta de densidade energética aumentada de 500 Wh/kg e uma capacidade de célula de 60 Ah. A empresa também planeia reduzir o custo destas baterias para 2 RMB/Wh, tornando-as mais acessíveis a uma gama mais ampla de fabricantes de veículos elétricos.
• 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

Visão global

Gotion Hi-Tech, outro fabricante líder de baterias na China, vem desenvolvendo ativamente sua própria tecnologia de baterias de estado sólido. O foco principal da empresa é alcançar altas densidades de energia e ciclo de vida longo usando eletrólitos sólidos avançados à base de sulfeto. O programa de estado sólido da Gotion Hi-Tech, lançado em 2017, teve um rápido progresso nos últimos anos, culminando com o lançamento de sua bateria de estado sólido “Jinshi” (Pedra Dourada) em 2023.

Cronograma de Desenvolvimento

• 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: A Gotion Hi-Tech planeja realizar testes de integração de veículos em pequena escala usando suas baterias de estado sólido “Jinshi”. Esta fase permitirá à empresa reunir dados sobre o desempenho da bateria em condições reais e fazer os ajustes necessários antes da produção em grande escala. Se for bem-sucedida, a Gotion Hi-Tech começará a se preparar para a produção em massa, visando uma densidade de energia de 350 Wh/kg como base para seus produtos comerciais.
• 2030: A empresa pretende atingir a produção em massa de suas baterias de estado sólido até 2030. Com a cadeia industrial se tornando mais madura, a Gotion Hi-Tech espera oferecer baterias de estado sólido com uma densidade de energia consistente de 350 Wh/kg em toda a sua linha de produtos. . O objetivo de longo prazo da empresa é aumentar a densidade de energia para 400 Wh/kg, mantendo ao mesmo tempo uma densidade de energia no nível do sistema de 280 Wh/kg, permitindo que os veículos alcancem uma autonomia de até 1.000 quilômetros com uma única carga.

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Conclusão

À medida que a tecnologia de baterias de estado sólido continua a evoluir, os principais players como CATL, BYD, QuantumScape e outros estão ampliando os limites do que é possível. Cada uma dessas empresas de baterias de estado sólido desenvolveu estratégias e tecnologias distintas para enfrentar os desafios de segurança, densidade energética e comercialização. O progresso alcançado por estas empresas não só prepara o terreno para uma nova era na tecnologia de baterias, mas também promete revolucionar a forma como a energia é armazenada e utilizada em vários setores. À medida que a produção em massa e a adoção comercial aumentam, as baterias de estado sólido poderão em breve tornar-se o padrão para soluções energéticas de alto desempenho, fornecendo energia mais segura e eficiente para tudo, desde veículos elétricos a sistemas de energia renovável.