As 12 principais empresas de baterias de estado sólido moldando o futuro
Índice
- As 12 principais empresas de baterias de estado sólido moldando o futuro
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.The solid state battery uses these solid materials to conduct ions between the electrodes, replacing the liquid solution found in older battery designs. This difference in construction significantly improves safety, as solid materials are non-flammable and can withstand much higher temperatures without breaking down. As a result, solid state battery materials make the technology more reliable, reducing the risk of leaks, fires, or chemical reactions.Another key aspect of a solid state battery is its ability to use lithium metal as the anode instead of graphite. This change boosts the energy density, allowing the battery to store more power in the same size or weight. This is particularly beneficial for electric vehicles (EVs) and portable electronics that require compact, high-capacity power sources. By using advanced solid state battery materials, manufacturers can create batteries that are not only safer but also lighter and longer-lasting compared to traditional options.Overall, a solid state battery is seen as a promising replacement for current lithium-ion batteries because of its enhanced safety, longer lifespan, and higher energy density. As this technology advances, it could lead to a revolution in how batteries are used in various industries, from electric vehicles to renewable energy storage systems.Benefícios de baterias de estado sólido
Os benefícios das baterias de estado sólido os tornam um forte candidato como substituto das baterias de lítio em muitas aplicações. Suas vantagens sobre as baterias tradicionais de íons de lítio incluem segurança aprimorada, densidade de energia aprimorada e recursos rápidos de carregamento, tornando-os altamente atraentes para indústrias que exigem soluções de energia confiáveis e duradouras.Recursos de segurança aprimorados
Um dos principais benefícios das baterias de estado sólido é o perfil de segurança significativamente melhorado. As baterias tradicionais de íons de lítio usam eletrólitos líquidos, propensos a superaquecimento, vazamento ou até pegando fogo sob certas condições. No entanto, as baterias de estado sólido as substituem por materiais estáveis e não inflamáveis, como cerâmica ou polímeros, reduzindo o risco de fuga térmica e tornando-os mais seguros para uso em ambientes de alto estresse, como veículos elétricos e equipamentos industriais. Os eletrólitos sólidos são mais resistentes à degradação ao longo do tempo, o que significa uma chance menor de falha, mesmo após o uso prolongado.Monitoramento de densidade de energia aprimorada
Outro benefício crucial das baterias de estado sólido é sua maior densidade de energia. Ao utilizar materiais de bateria de estado sólido, como o metal de lítio como ânodo, as baterias de estado sólido podem armazenar mais energia por unidade de volume ou peso do que as baterias tradicionais. Esse recurso é especialmente importante para aplicações em que o espaço e o peso são premium, como veículos elétricos e eletrônicos portáteis. Uma bateria de estado sólido pode dobrar ou triplicar a densidade de energia de uma bateria convencional de íons de lítio, oferecendo mais alcance para EVs ou tempos de uso mais longos para dispositivos eletrônicos. Além disso, os eletrólitos sólidos nessas baterias permitem melhor monitoramento da densidade de energia, permitindo um controle mais preciso sobre os ciclos de carga e descarga da bateria.Capacidades de carregamento rápido
As baterias de estado sólido também são conhecidas por suas habilidades rápidas de carregamento, uma vantagem fundamental sobre as baterias convencionais de lítio. Devido à sua estrutura única e às propriedades dos materiais de bateria de estado sólido, essas baterias podem suportar o movimento de íons mais rápido, reduzindo o tempo necessário para carregar completamente. Embora as baterias tradicionais possam levar horas para atingir uma carga completa, as baterias de estado sólido podem alcançar o mesmo em uma fração do tempo, tornando -as um substituto ideal para as baterias de lítio em aplicações em que a recarga rápida é crítica, como veículos elétricos ou sistemas de backup de emergência. À medida que os fabricantes continuam a refinar essa tecnologia, ele tem o potencial de servir como um substituto superior para as baterias de lítio em vários setores.Desafios para acelerar o desenvolvimento de bateria de estado sólido
Embora as baterias de estado sólido tenham mostrado potencial significativo como o futuro do armazenamento de energia, permanecem vários obstáculos. Esses desafios prejudicam o aceleração do desenvolvimento de bateria de estado sólido e a obtenção de comercialização em larga escala. As questões variam da concorrência com outras tecnologias às complexidades do processo de produção. Vejamos alguns dos principais desafios que os pesquisadores e fabricantes enfrentam.Tecnologias alternativas disponíveis
Uma das barreiras mais significativas para acelerar a adoção de bateria de estado sólido é a presença de outras tecnologias concorrentes. As baterias atuais de íons de lítio, por exemplo, têm uma cadeia de suprimentos bem estabelecidas, custos mais baixos e são amplamente utilizados em muitas aplicações. Como resultado, as baterias tradicionais de íons de lítio ainda dominam o mercado devido à sua acessibilidade e desempenho comprovado. Além de íon de lítio, outras tecnologias emergentes, como Íon de sódio e baterias de lítio-enxergo, oferecem benefícios diferentes. Essas alternativas tornam mais difícil para as empresas justificarem o alto investimento necessário para desenvolver baterias de estado sólido. Com mais opções disponíveis, muitos fabricantes hesitam em se comprometer totalmente com a tecnologia de estado sólido. Eles estão avaliando os benefícios das baterias de estado sólido em relação ao potencial de outros sistemas. Até que o custo, a segurança e a densidade de energia das baterias de estado sólido possam ser comprovadas para superar significativamente as opções existentes, o processo de adoção permanecerá lento. Isso significa que acelerará o desenvolvimento exigirá um foco mais forte na pesquisa e a provar o valor único dos sistemas de estado sólido em relação a outras tecnologias de bateria.Técnicas de produção complexas
Another major challenge in speeding up solid state battery development is the complex manufacturing process. Traditional lithium-ion batteries have a streamlined production process that has been optimized over decades. In contrast, solid state batteries use a completely different set of solid state battery materials, such as ceramics or glass, which are harder to handle and more expensive to produce. The delicate structure of these materials makes it difficult to maintain high-quality standards during manufacturing, leading to low yields and high costs.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.Moreover, solid state batteries require specialized equipment that is not widely available, making it difficult for smaller companies to enter the market. This results in a significant investment barrier for new players, slowing down overall progress. To make solid state batteries a viable commercial product, the industry needs breakthroughs in both materials and manufacturing processes to streamline production and reduce costs.Cronograma da bateria de estado sólido
A linha do tempo da bateria de estado sólido mostra como essa tecnologia promissora evoluiu dos estágios iniciais de pesquisa para a produção em massa esperada. Apesar de seus benefícios potenciais sobre as baterias convencionais de íons de lítio, o caminho para o uso comercial em larga escala tem sido demorado e desafiador. Aqui está uma olhada mais de perto na linha do tempo de desenvolvimento e nos principais marcos para baterias de estado sólido.Pesquisa e desenvolvimento iniciais (1970 e 2000)O conceito de baterias de estado sólido foi introduzido pela primeira vez na década de 1970, quando os pesquisadores começaram a experimentar materiais de bateria de estado sólido, como cerâmica e polímeros, para substituir os eletrólitos líquidos usados nas baterias tradicionais. Durante esse período, o foco foi principalmente em melhorar a densidade e a segurança de energia. No entanto, devido a limitações técnicas e altos custos de produção, as baterias de estado sólido permaneceram amplamente confinadas a experimentos de laboratório.Avanços e protótipos tecnológicos (2010 - 2019)No início de 2010, o interesse pela tecnologia de estado sólido ganhou impulso quando várias empresas, incluindo Toyota e Samsung SDI, começaram a investir pesadamente em pesquisa e desenvolvimento. Eles exploraram vários materiais de bateria de estado sólido e fizeram avanços significativos na composição de eletrólitos sólidos. Até 2017, a Toyota e outros jogadores-chave haviam desenvolvido com sucesso os primeiros protótipos de estado sólido, provando que essas baterias poderiam ser usadas em aplicações do mundo real. Esse período marcou um ponto de virada na linha do tempo da bateria de estado sólido, demonstrando o potencial de soluções de armazenamento de energia mais seguras e eficientes.Produção piloto e comercialização inicial (2020 - 2025)Os anos 2020 tiveram um rápido progresso na comercialização de baterias de estado sólido. Empresas como Quantumscape e Solid Power mudaram da pesquisa de laboratório para a produção piloto, com o objetivo de levar seus produtos ao mercado. Essas empresas fizeram parceria com grandes montadoras como Volkswagen e Ford, concentrando -se no uso de baterias de estado sólido em veículos elétricos (VEs). Até 2025, muitos fabricantes planejam liberar seus modelos de bateria de estado sólido de primeira geração para VEs, visando intervalos de direção mais longos e tempos de carregamento mais rápidos.Produção em massa e expansão de mercado (2026 - 2030)A linha do tempo da bateria de estado sólido sugere que a produção em massa começará por volta de 2026, pois várias empresas líderes, como Catl e Byd, anunciaram planos para lançar linhas de produção em larga escala. A essa altura, espera-se que as barreiras tecnológicas relacionadas a materiais de bateria de estado sólido e técnicas de fabricação sejam resolvidas, tornando essas baterias mais competitivas em custo com as baterias tradicionais de íon de lítio. Esse período também verá uma adoção mais ampla em eletrônicos de consumo, sistemas de armazenamento de energia e potencialmente aviação.Desenvolvimentos futuros (2030 e além)Olhando mais adiante, o foco será otimizar o desempenho e o custo das baterias de estado sólido. À medida que a produção aumenta e a tecnologia amadurece, as baterias de estado sólido devem substituir as baterias convencionais de íons de lítio em várias aplicações. Essa transição provavelmente remodelará o cenário de armazenamento de energia, fornecendo soluções de energia mais seguras e eficientes para as indústrias em todo o mundo.
12 melhores empresas de baterias de estado sólido
A ascensão das empresas de baterias de estado sólido está reformulando o setor de armazenamento de energia, ultrapassando os limites do que a tecnologia tradicional de íons 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 capturaram a atenção dos principais players, como CATL, BYD e Quantumscape, cada um se esforçando para liderar essa evolução tecnológica. Enquanto essas empresas abrem o caminho a seguir, a bateria masculina também está se preparando para essa transformação. Enquanto continuamos desenvolvendo baterias de lítio de ponta, mantenha-se conectado para nossas futuras inovações de estado sólido!
CATL
Visão globalCatl (Contemporary Amperex Technology Co., Limited) é líder global em fabricação de baterias e um dos jogadores mais influentes dosólidomercado de baterias estaduais. A empresa revelou recentemente sua tecnologia de “bateria de estado condensada”, que integra recursos de eletrólito líquido e sólido para oferecer uma solução híbrida. Esse design inovador atinge uma densidade de energia de até 500 WH/KG, posicionando -o como uma das tecnologias de bateria de estado sólido mais avançado atualmente em desenvolvimento. A CATL se concentra no aumento da densidade e segurança de energia-dois fatores críticos que as baterias tradicionais de íon de lítio geralmente lutam para equilibrar.Cronograma de Desenvolvimento- 2023: A CATL introduziu sua bateria estatal condensada, 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 e estabilidade iônicas, tornando-o ideal para obter mais densidades de energia, mantendo a segurança.
- 2024: O cientista -chefe da CATL, Wu Kai, anunciou que a tecnologia de bateria de estado sólido da empresa está atualmente em um nível de maturidade "4 de 9". Essa escala mede o progresso em direção à comercialização completa, com 9 representando a prontidão para a produção em larga escala. A empresa estabeleceu um alvo para atingir um nível de maturidade de "7 ou 8" até 2027, permitindo a produção em pequena escala e estabelecendo a CATL como líder no setor de estado sólido.
- 2027:A CATL pretende obter um marco significativo iniciando a produção em pequena escala de suas baterias de estado sólido. Essa conquista posicionará a Catl como líder no setor, abrindo caminho para uma comercialização mais ampla. A empresa planeja integrar sua tecnologia de estado sólido em várias aplicações, incluindo veículos elétricos (VEs) e sistemas de armazenamento de energia.
- 2030 e além: Até 2030, a CATL espera ter comercializado totalmente sua tecnologia de bateria 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 de suas ofertas de baterias de estado sólido para suportar uma variedade de aplicações, desde EVs de alto desempenho a sistemas de armazenamento de energia industrial.
BYD
Visão globalA BYD, outro participante proeminente entre as empresas de baterias de estado sólido, fez avanços significativos no desenvolvimento de sua própria tecnologia de baterias de estado sólido. Embora a BYD ainda não tenha introduzido um produto comercial de estado sólido, ele perseguiu um design exclusivo que combina um cátodo ternário de alto níquel (cristal único), um ânodo à base de silício e um eletrólito à base de enxofre. Espera-se que essa configuração avançada produza densidades de energia que excedam 280 wh/kg, tornando a BYD um forte concorrente no mercado de baterias de alto desempenho.Cronograma de Desenvolvimento- 2018 - 2022: Byd lançou as bases para sua pesquisa de bateria de estado sólido investindo fortemente em ciência material e estabelecendo parcerias com as principais instituições de pesquisa. Durante esse período, a empresa refinou suas composições de eletrólitos e eletrodos para melhorar a densidade e a segurança da energia.
- 2023: A empresa anunciou oficialmente sua intenção de comercializar baterias de estado sólido e começou a prototipando suas primeiras células de estado sólido. Os projetos iniciais da BYD mostraram resultados promissores, superando as densidades de energia das baterias de íons de lítio convencionais.
- 2027: O primeiro marco significativo da BYD é o lançamento planejado da produção de bateria de estado sólido em pequena escala. A empresa se concentrará inicialmente na integração dessas baterias em seus modelos de veículos de ponta para validar o desempenho e a segurança em condições do mundo real.
- 2030: Até 2030, a BYD pretende equipar cerca de 40.000 veículos com sua tecnologia de bateria de estado sólido. A empresa planeja expandir a capacidade de produção para apoiar a crescente demanda por baterias de estado sólido em veículos elétricos e outras aplicações.
- 2033 e além: O objetivo de longo prazo da BYD é ter 120.000 veículos usando sua tecnologia de estado sólido até 2033. Essa linha do tempo ressalta o compromisso da empresa em se tornar um líder entre empresas de baterias de estado sólido. Os projetos de estado sólido da BYD visam reduzir o risco de fuga térmica-um problema comum nas baterias tradicionais de íons de lítio-usando materiais que oferecem melhor gerenciamento e estabilidade térmica.
QuantumScape
Visão globalA Quantumscape, uma startup da Califórnia fundada em 2010, subiu rapidamente à destaque na indústria de baterias de estado sólido. A empresa se concentra no desenvolvimento de baterias de metal de lítio de estado sólido projetadas especificamente para veículos elétricos (VEs). O que distingue o Quantumscape de outras empresas de baterias de estado sólido é sua inovadora arquitetura "sem ânodo", que elimina a necessidade de ânodos de grafite tradicionais. Em vez disso, a empresa usa metal de lítio como ânodo, emparelhado com seu separador de cerâmica de estado sólido proprietário. Esse design exclusivo aprimora significativamente a densidade de energia, a segurança e as velocidades de carregamento, tornando as baterias do Quantumscape um potencial mudança de jogo para o mercado de VE.Cronograma de Desenvolvimento- 2010: Quantumscape foi estabelecido pelos cientistas da Universidade de Stanford, incluindo Jagdeep Singh, Fritz Print e Tim Holme. A empresa inicialmente pretendia desenvolver uma bateria mais segura e de maior capacidade que pudesse superar a tecnologia existente de íons de lítio.
- 2018: O Volkswagen Group investiu US $ 100 milhões em quantumscape para acelerar o desenvolvimento da tecnologia de bateria de estado sólido. Essa parceria teve como objetivo integrar as baterias do Quantumscape nos futuros modelos de EV da Volkswagen, permitindo que a montadora ofereça faixas mais longas e tempos de carregamento mais rápidos.
- 2020: Quantumscape tornou -se público, atraindo mais investidores e ganhando mais apoio financeiro para sua pesquisa e desenvolvimento. Esse marco permitiu à empresa aumentar seus esforços e produzir protótipos em estágio inicial.
- 2022: O Quantumscape entregou seu primeiro protótipo de 24 camadas de bateria de metal de lítio a vários principais fabricantes de equipamentos originais automotivos (OEMs) para teste. Essas células demonstraram alta densidade de energia e recursos 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 em potencial além do setor automotivo.
- 2023: A empresa anunciou resultados bem -sucedidos de testes para suas baterias de amostra A0, alcançando uma alta capacidade positiva de eletrodo de 3,1 mAh/cm². Sob 100% de profundidade de descarga (DOD) e carga de carga C/3 e condições de 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 do Quantumscape estava abordando os níveis de desempenho comparáveis às baterias de íon lítio líquido com alto teor de níquel, marcando um avanço significativo no campo.
- 2024: Quantumscape começou a fornecer seus protótipos Alpha-2 para selecionar clientes para testes e integração adicionais nas plataformas EV. Esta fase permitirá à empresa refinar sua tecnologia com base em dados do mundo real e se preparar para a produção em larga escala.
- 2027 - 2030: Quantumscape planeja alcançar a produção em larga escala de suas baterias de estado sólido até 2030. Essa linha do tempo reflete o foco estratégico da empresa em enfrentar os desafios técnicos restantes, como melhorar a escalabilidade da fabricação e garantir a durabilidade a longo prazo.
EVE Energy Co., Ltd.
Visão globalA Eve Energy Co., Ltd. (EVE), fundada em 2001, é um fabricante líder de baterias de estado sólido chinês conhecido por se concentrar em soluções de bateria de alta potência e alta durabilidade. A EVE vem desenvolvendo ativamente a tecnologia de estado sólido usando eletrólitos sólidos à base de sulfeto e halogeneto para melhorar o desempenho e a segurança de suas baterias. A estratégia da empresa envolve uma abordagem em fases, começando com baterias semi-sólidas e em transição gradualmente para projetos de estado totalmente sólido. Com seus materiais avançados e fortes recursos de pesquisa, Eve pretende dominar o mercado de baterias de estado sólido.Cronograma de Desenvolvimento- 2017: A EVE lançou oficialmente seu programa de pesquisa de baterias de estado sólido, com foco no desenvolvimento de eletrólitos sólidos à base de sulfeto. Essa pesquisa em estágio inicial abordou os principais desafios técnicos, como otimizar a composição de eletrólitos e melhorar a estabilidade da interface entre os eletrólitos sólidos e os materiais de eletrodo.
- 2022: Eve fez um progresso significativo em seu desenvolvimento de bateria semi-sólido, produzindo com sucesso células de protótipo com uma densidade de energia de 330 wh/kg e uma vida útil de ciclo de mais de 2.000 ciclos. Esse design semi-sólido serviu como uma tecnologia de transição, permitindo que a EVE refine seus processos e se prepare para o eventual lançamento de baterias de estado totalmente sólido.
- 2023: Na primeira conferência anual de bateria de lítio, o ERAVELELELIRAM seu roteiro para o desenvolvimento de bateria de estado sólido. A empresa anunciou que buscaria 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 e alta resistência para veículos elétricos híbridos (HEVs). Esse modelo inicial se concentrará em fornecer segurança aprimorada e saída de energia aprimorada para aplicações exigentes.
- 2025: Eve planeja concluir o desenvolvimento de sua bateria semi-sólida de segunda geração com uma densidade de energia de 400 WH/KG. A empresa pretende iniciar testes de integração de veículos até o final do ano para reunir dados de desempenho e refinar seus projetos.
- 2026: Eve espera obter um marco significativo, lançando sua primeira bateria de estado sólido de alta potência para HEVs. Este modelo servirá como um trampolim para o desenvolvimento de baterias de alta densidade de energia adequadas para veículos elétricos completos (VEs).
- 2028: EVE tem como objetivo introduzir uma bateria de estado totalmente sólido com uma densidade de energia de 400 wh/kg. Este produto representará o culminar de seus esforços de P&D e será direcionado a uma variedade de aplicativos, incluindo EVs de ponta e armazenamento de grade.
- 2030 e além: Até 2030, Eve planeja ampliar a produção e se estabelecer como um dos principais fornecedores de baterias de estado sólido nos mercados nacional e internacional. A estratégia de longo prazo da empresa inclui aumentar a densidade e a segurança de energia da linha de bateria de estado sólido, reduzindo os custos para tornar essas baterias mais acessíveis.
Samsung SDI
Visão globalA Samsung SDI, uma subsidiária do Samsung Group, iniciou sua jornada no desenvolvimento de bateria de estado sólido em 2013. A empresa se concentra na criação de baterias seguras de alto desempenho usando materiais avançados, como cátodos de alto níquel e eletrólitos à base de sulfeto. Ao alavancar sua experiência em fabricação de baterias e instalações de pesquisa de ponta, a Samsung SDI visa produzir baterias que podem superar as baterias convencionais de íons de lítio em densidade de energia, segurança e vida útil.Cronograma de Desenvolvimento- 2013: A Samsung SDI iniciou sua pesquisa inicial de tecnologia de bateria de estado sólido. O objetivo era abordar algumas limitações-chave das baterias existentes de íons de lítio, como riscos de segurança e restrições de densidade de energia.
- 2018: A empresa intensificou seus esforços investindo fortemente em projetos de pesquisa em estado sólido. Durante esse período, a Samsung SDI também começou a colaborar com outros fabricantes de baterias sul-coreanas, como LG Chem e SK Innovation, para promover o desenvolvimento de células de alta densidade de energia.
- 2020: O Samsung SDI alcançou um avanço significativo, desenvolvendo uma bateria de protótipo de estado sólido com uma densidade de energia superior a 400 wh/kg. Essa bateria demonstrou um potencial intervalo de driving de carga única de mais de 800 quilômetros, tornando-a uma opção viável para veículos elétricos (VEs) que desejam estender seu alcance. O protótipo teve uma vida útil de mais de 1.000 ciclos, estabelecendo uma nova referência para o desempenho no campo de estado sólido.
- 2023: A Samsung SDI estabeleceu sua primeira linha de produção piloto de estado sólido (a linha S) em sua instalação de pesquisa em Suwon, Coréia do Sul. Em junho, a empresa produziu suas primeiras amostras de baterias de estado sólido à base de sulfeto, marcando o início da produção pré-comercial. Em agosto, a Samsung SDI anunciou planos de expandir sua planta Ulsan para acomodar novas linhas de produção para LFP (fosfato de ferro de lítio) e baterias de estado sólido, para dobrar a capacidade da planta.
- 2025: A Samsung SDI pretende finalizar sua tecnologia de produção em larga escala para baterias de estado sólido. A empresa planeja desenvolver baterias de estado sólido de alta capacidade que podem ser fabricadas em escala, preparando-a para a adoção do mercado de massa.
- 2027: A produção em massa em grande escala de baterias de estado sólido começará na recém-expandida instalação Ulsan. A empresa espera obter uma densidade de energia de 900 WH/L, tornando essas baterias ideais para várias aplicações, desde EVs de alto desempenho a sistemas de armazenamento de energia industrial.
Poder Sólido
Visão globalA energia sólida, fundada em 2011 como um spin-off da Universidade do Colorado, concentra-se exclusivamente no desenvolvimento de células e materiais de bateria de estado sólido de alto desempenho. A empresa criou um nicho único usando eletrólitos sólidos à base de sulfeto, conhecidos por sua alta condutividade e segurança iônicas. O objetivo da Solid Power é criar baterias de estado sólido que podem ser fabricadas usando as linhas de produção de íons de lítio existentes, tornando-as mais fáceis e mais econômicas para aumentar.Cronograma de Desenvolvimento- 2011: O poder sólido foi estabelecido por um grupo de cientistas da Universidade do Colorado. A empresa começou explorando novos materiais e desenhos de estado sólido que poderiam superar as baterias tradicionais de íon de lítio. Inicialmente, o poder sólido recebeu apoio da Força Aérea dos EUA e da National Science Foundation para desenvolver sua tecnologia principal.
- 2017: A Solid Power entrou em seu primeiro contrato de parceria significativo com a BMW. Essa colaboração permitiu à empresa acelerar seu desenvolvimento de protótipos de bateria de estado sólido para o mercado automotivo.
- 2018: A empresa expandiu seu foco de pesquisa introduzindo um segundo produto central: uma bateria de estado sólido de alta densidade de energia usando uma combinação única de cátodos NCM (níquel cobalto de manganês) e ânodos à base de silício. Esse desenvolvimento atraiu interesse de outras montadoras, incluindo a Ford e a SK Innovation.
- 2022: A energia sólida instalou sua linha de produção piloto para baterias de estado sólido à base de sulfeto. Com uma capacidade anual de 15.000 células de bateria, essa instalação permitiu à empresa produzir seu primeiro protótipo de células para teste e otimização adicional. Durante este ano, a energia sólida também começou a trabalhar em estreita colaboração com a BMW e a Ford para integrar sua tecnologia de bateria em suas plataformas de veículos elétricos.
- 2023: Em novembro, a Solid Power anunciou que havia produzido seu primeiro lote de baterias de estado sólido de amostra A, que foram entregues à BMW para testes iniciais e qualificação automotiva. Esse marco marcou a entrada da empresa na fase de certificação do veículo, com planos de usar essas baterias nos projetos de demonstração da BMW. Além disso, a BMW recebeu uma licença para desenvolver baterias de estado sólido da Solid Power em suas instalações, aprofundando ainda mais a parceria.
- 2025: A energia sólida visa iniciar a produção em larga escala de protótipos de bateria de estado sólido, concentrando-se em melhorar a densidade de energia e estender a vida útil do ciclo. Essa fase também envolverá otimizar a integração de suas células de estado sólido em várias plataformas automotivas.
- 2026: A empresa planeja aumentar a produção para fornecer suas baterias de estado sólido para uso comercial em veículos híbridos e elétricos. Até 2026, os recursos de produção da Solid Power serão significativamente expandidos para atender à crescente demanda de seus parceiros.
- 2030: Solid Power espera atingir a produção em massa em escala completa até 2030, com uma meta de densidade de energia de 560 wh/kg. Esse nível de desempenho colocaria as baterias de estado sólido da Solid Power entre as soluções de densidade de energia mais alta disponíveis, tornando-as um forte concorrente nos mercados de EV e armazenamento de energia.
Solução de energia LG
Visão globalA LG Energy Solution, uma subsidiária da LG Chem, é um dos principais fabricantes de baterias globais. A empresa se concentra fortemente nas tecnologias de bateria de íons de lítio e estado sólido e é bem conhecido por suas baterias de alta qualidade usadas em veículos elétricos (VEs) e sistemas de armazenamento de energia. Recentemente, a LG Energy Solution vem fazendo avanços significativos no desenvolvimento de bateria de estado sólido, particularmente nos setores semi-sólido e totalmente sólido.Cronograma de Desenvolvimento- 2013: A LG Energy Solution iniciou sua pesquisa inicial sobre tecnologia de estado sólido, explorando diferentes composições de materiais e técnicas de produção para aprimorar a segurança e o desempenho da bateria.
- 2023: Em setembro, a LG Energy Solution anunciou a construção de uma linha de produção de baterias semi-sólida em sua planta de energia de Ochang, direcionada à produção comercial até 2026. Esta nova instalação se concentrará em baterias semi-sólidas com uma densidade de energia de cerca de 650 wh/l, fornecendo maior saída de energia do que as baterias tradicionais de lítio-íon. Na World Power Battery Conference em 2023, a LG Energy Solution revelou primeiro seu plano para comercializar baterias semi-sólidas e posteriormente fazer a transição para a tecnologia total de estado sólido.
- 2024: Na exposição "Inter Battery 2024", a LG Energy Solution destacou seus esforços para desenvolver baterias de lítio-sulfur como a tecnologia de próxima geração. A empresa pretende iniciar a produção em massa dessas baterias até 2027. Ao mesmo tempo, a LG Energy Solution está trabalhando em duas rotas de bateria de estado sólido: uma bateria de estado sólido de polímero e uma bateria de estado sólido à base de sulfeto. Essa estratégia dupla permite que a empresa atenda a várias necessidades de mercado e garanta uma aplicação mais ampla de seus produtos de estado sólido.
- 2026: A LG Energy Solution planeja alcançar a produção em escala comercial de suas baterias semi-sólidas. A empresa está focada na otimização de ânodos de metal de silício ou lítio para aumentar ainda mais a densidade de energia, tornando essas baterias mais adequadas para EVs e aplicações de alto desempenho.
- 2028: A LG Energy Solution visa lançar uma bateria de estado sólido de polímero com uma densidade de energia de 750 WH/L e concluir sua pesquisa sobre uma bateria à base de sulfeto de alta capacidade até este ano. Essas baterias oferecerão um aumento substancial na capacidade de armazenamento de energia e segurança, posicionando a LG como líder em tecnologia de bateria de alta densidade de energia.
- 2030: A comercialização completa das baterias de estado sólido à base de sulfeto da LG Solution é esperado até 2030. O objetivo da empresa é atingir uma densidade de energia superior a 900 WH/L, tornando essas baterias ideais para veículos elétricos de longo alcance e outras aplicações exigentes. Esse desenvolvimento marcará um marco significativo, à medida que a LG Energy Solution faz a transição da tecnologia de baterias de estado sólido semi-sólido para completo, garantindo sua posição como uma das principais empresas de baterias de estado sólido em todo o mundo.
Toyota
Visão globalA 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 baterias tradicionais de íon de lítio. As baterias de estado sólido da Toyota são conhecidas por sua alta densidade de energia, recursos de carregamento rápido e segurança aprimorada. Ao alavancar seu extenso portfólio de patentes e parcerias, a Toyota pretende trazer baterias de estado sólido para a produção em massa nos próximos anos.Cronograma de Desenvolvimento- 1990: A Toyota começou a pesquisar a tecnologia de bateria de estado sólido, tornando -se uma das primeiras empresas a explorar essa área. A pesquisa inicial se concentrou em entender as propriedades fundamentais dos eletrólitos sólidos e seu potencial para substituir eletrólitos líquidos nas baterias convencionais.
- 2008: A Toyota fez uma parceria com a Ilika, uma empresa de inovação de materiais do Reino Unido, para co-desenvolver baterias de estado sólido. Essa colaboração ajudou a Toyota a promover sua compreensão dos materiais de estado sólido e levou ao desenvolvimento de seus primeiros protótipos de estado sólido.
- 2019: A Toyota mostrou suas primeiras amostras de bateria de estado sólido e demonstrou um protótipo de veículo alimentado por essa tecnologia. Na mesma época, a Toyota e a Panasonic estabeleceram uma joint venture para acelerar a comercialização de baterias de estado sólido. Até o final de 2019, a Toyota possuía mais de 1.300 patentes relacionadas à tecnologia de baterias de estado sólido, tornando -o líder em propriedade intelectual nesse campo.
- 2023: Em julho, a Toyota anunciou que havia desenvolvido um avanço na tecnologia de baterias de estado sólido, superando a emissão de expansão de volume que normalmente diminui a vida útil dessas baterias. Essa nova tecnologia permite que as baterias de estado sólido da Toyota sejam totalmente carregadas em menos de 10 minutos e entregam um alcance de até 1.200 quilômetros com uma única carga. Em outubro, a Toyota fez uma parceria com a Idemitsu Kosan, uma empresa de química japonesa líder, para estabelecer uma linha de produção em pequena escala para eletrólitos de estado sólido na fábrica de Idemitsu na prefeitura de Chiba, no Japão. Essa parceria visa comercializar as baterias de estado sólido à base de sulfeto da Toyota até 2027.
- 2025: A Toyota planeja introduzir suas baterias de estado sólido de primeira geração em veículos elétricos híbridos (HEVs) até 2025. Isso servirá como uma fase de teste para a tecnologia, permitindo que a Toyota refine seus projetos e obtenha feedback no mercado antes de lançar veículos elétricos completos com baterias de estado sólido.
- 2027: A Toyota começará as baterias de estado sólido produtoras em massa para seus veículos elétricos. O objetivo da empresa é oferecer veículos com alcance significativamente mais longo, carregamento mais rápido e segurança aprimorada em comparação com as baterias EV tradicionais. Essa linha do tempo verá a introdução de baterias de estado sólido nos modelos de ponta da Toyota, estabelecendo ainda mais seu domínio no mercado de veículos elétricos.
- 2030: A Toyota pretende obter uma capacidade de produção capaz de equipar 3,5 milhões de veículos anualmente com baterias de estado sólido até 2030. Essa escala permitiria a Toyota manter sua vantagem competitiva e solidificar sua posição como líder na tecnologia de bateria de estado sólido.
SK ativado
Visão globalA SK ON, uma subsidiária da SK Innovation da Coréia do Sul, está desenvolvendo ativamente tecnologias de bateria de estado sólido para apoiar o futuro dos veículos elétricos (VEs) e sistemas de armazenamento de energia. A abordagem da empresa se concentra em dois tipos principais de bateria de estado sólido: baterias compostas compostas de polímero-óxido e baterias à base de sulfeto. Por meio de parcerias com instituições de pesquisa e investimentos significativos em P&D, a SK tem como objetivo alcançar a comercialização precoce de seus produtos de estado sólido até o final desta década.Cronograma de Desenvolvimento- 2023: A SK On anunciou que havia desenvolvido com sucesso um novo eletrólito sólido à base de óxido com a maior condutividade de íons de lítio do mundo. Esse eletrólito, criado em colaboração com a Universidade de Dankook, alcançou uma condutividade iônica de 1,7 ms/cm, representando uma melhoria de 70% em relação aos materiais existentes. O novo eletrólito usa LLZO (óxido de zircônio de lítio Lanthanum) como material de base, aumentando o transporte de íons e proporcionando excelente estabilidade química. Isso evita reações indesejadas com materiais de cátodo e ajuda a suprimir a formação de dendritos perigosos de lítio, permitindo o uso de ânodos de metal de lítio em vez de grafite convencional.
- 2024: A SK On está programada para concluir a construção de seu novo centro de pesquisa de baterias em Daejeon, Coréia do Sul. Essa instalação se tornará um centro crítico para avançar o sólido desenvolvimento de bateria do estado sólido da empresa. O Centro de Pesquisa se concentrará em refinar a microestrutura de eletrólitos sólidos e melhorar a segurança e a durabilidade dos projetos de baterias de estado sólido da SK On.
- 2025 - 2026: SK nos planos de produzir seu primeiro protótipo de baterias de estado sólido. Esses primeiros modelos incluirão baterias compostas de polímero-óxido e baterias à base de sulfeto, cada uma direcionada a diferentes segmentos do mercado de VE. Até 2026, a SK nos objetivos de concluir o teste de protótipo inicial e começar a ampliar a produção para se preparar para a próxima fase de desenvolvimento.
- 2028: A SK On espera iniciar a produção comercial de suas baterias de estado sólido de primeira geração, com foco em EVs e aplicações de armazenamento de energia de ponta. Os produtos comerciais oferecerão aprimorados densidade de energia, velocidades de carregamento mais rápidas e segurança aprimorada em comparação com as baterias tradicionais de íons de lítio.
- 2029: A comercialização em larga escala é esperada para ambos os tipos de baterias de estado sólido, solidificando a posição do SK On como líder em tecnologia de estado sólido. Com seus fortes recursos de P&D e parcerias estratégicas, a SK ON está pronta para se tornar um dos topEmpresas de baterias de estado sólidodirigindo o futuro do armazenamento de energia.
Energia Fatorial
Visão globalA Fatorial Energy, uma startup americana fundada em 2020, está rapidamente se destacando na indústria de baterias de estado sólido. A tecnologia exclusiva da empresa, a tecnologia fatorial do sistema eletrólito (FEST), integra materiais de eletrólitos semi-sólidos e de estado sólido nas linhas de produção de bateria de íons de lítio existentes. Essa abordagem reduz significativamente os custos de produção e aumenta a densidade e a segurança da energia. As baterias de estado sólido da Fatorial Energy visam oferecer faixas de direção mais longas, segurança melhorada e compatibilidade com processos de fabricação padrão, tornando -os um forte concorrente no mercado.Cronograma de Desenvolvimento- 2020: A Fatorial Energy foi fundada em Woburn, Massachusetts, para comercializar sua tecnologia proprietária do Fest. A empresa inicialmente se concentrou no desenvolvimento de um processo de fabricação escalável e econômico para integrar eletrólitos de estado sólido em células de bateria de íons de lítio. Ao utilizar o Fest, o fatorial teve como objetivo criar baterias que oferecem 20 a 50% a mais do que as baterias tradicionais de íon de lítio sem comprometer a segurança ou a vida útil do ciclo.
- 2022: A Fatorial Energy garantiu US $ 200 milhões em financiamento da Série D, liderados pelo Automotive Giants Mercedes-Benz e Stellantis. Essa injeção de capital acelerou os esforços de P&D da empresa e permitiu a construção de uma nova linha piloto de bateria de estado sólido. As parcerias com essas principais montadoras também abriram o caminho para o fatorial para testar sua tecnologia de bateria em aplicações de veículos do mundo real.
- 2023: Em outubro, a Fatorial Energy entregou seus primeiros 100 células A-S-Somem de Estado Sólico de Metal de 100 AH para parceiros automotivos para testes. Isso marcou um marco significativo no desenvolvimento da Fatorial, pois essas amostras demonstraram o potencial da tecnologia Fest para proporcionar densidades de alta energia e vida útil do ciclo longo. Simultaneamente, a empresa anunciou o progresso em sua linha de montagem de bateria de 200 mwh State State em Methuen, Massachusetts, que, quando concluída, será a maior instalação de produção de baterias de estado sólido nos EUA
- 2025: A Fatorial Energy planeja concluir a instalação de sua linha de produção e iniciar a fabricação de baterias semi-sólidas de baixo volume usando sua tecnologia Fest. Essa fase também verá a integração das baterias da Fatorial na primeira geração de protótipos de EV da Mercedes-Benz e Stellantis, permitindo testes e validação extensivos.
- 2026 - 2028: Fatorial aumentará a produção e a transição das baterias de estado semi-sólidas para excelentes. Até 2028, a empresa espera alcançar a comercialização completa de seus produtos de estado sólido, com foco em células de alta densidade de energia que oferecem mais excelentes segurança e desempenho do que as baterias atuais de íon de lítio.
- 2030 e além: O fatorial pretende ser um fornecedor líder de baterias de estado sólido para o mercado global de veículos elétricos até 2030. Com sua tecnologia Fest e fortes parcerias, a Fatorial Energy planeja competir com empresas de baterias de estado sólido maiores, oferecendo baterias de alta qualidade que atendem aos rigorosos requisitos de segurança e desempenho da indústria automotiva.
Sunwoda
Visão globalA Sunwoda, um dos principais fabricantes de baterias chinesas, está desenvolvendo ativamente a tecnologia de baterias de estado sólido para atender à crescente demanda por baterias de alta densidade de energia em veículos elétricos (VEs) e sistemas de armazenamento de energia. Os esforços de bateria de estado sólido da empresa se concentram no aumento da densidade de energia, na redução de custos e na construção de parcerias para acelerar o desenvolvimento. A Sunwoda descreveu um roteiro claro para suas baterias de estado sólido, com as capacidades de produção que devem aumentar significativamente até 2026.Cronograma de Desenvolvimento- 2023: Sunwoda deu um passo significativo ao assinar um acordo colaborativo com o Songshan Lake Materials Laboratory em Dongguan. A parceria visa construir uma plataforma de pesquisa e desenvolvimento compartilhada dedicada a baterias de estado sólido, permitindo que ambas as partes acumulem seus recursos e conhecimentos. Este acordo marcou o início da abordagem estruturada de Sunwoda à inovação de baterias de estado sólido.
- 2024: A empresa anunciou que havia concluído o desenvolvimento de suas baterias semi-sólidas de primeira geração, alcançando uma densidade energética de 300 wh/kg. O foco estava otimizando o eletrólito baseado em polímeros para garantir a segurança e o desempenho, mantendo os custos competitivos. O próximo passo foi desenvolver baterias de segunda geração com densidades de energia ainda mais altas.
- 2025: Sunwoda alcançou um marco com suas baterias semi-sólidas de segunda geração que entram na produção de piloto. Com uma densidade de energia de 400 wh/kg, essas baterias começaram a passar por testes de integração de veículos com parceiros automotivos. A empresa também anunciou que alcançou a validação de laboratório para suas baterias de estado sólido de terceira geração, que usam um eletrólito de polímero-composto e oferecem uma densidade de energia direcionada de 500 wh/kg. Isso marcou um grande salto nas capacidades técnicas da Sunwoda e o posicionou para competir com outras empresas líderes de baterias de estado sólido.
- 2026: Espera -se que a linha de produção de baterias de estado sólido da Sunwoda atinja uma capacidade anual de 1 GWh. Essa nova instalação se concentrará em baterias de estado sólido de terceira geração, com um alvo aumentado de densidade de energia de 500 wh/kg e uma capacidade de célula de 60 AH. A empresa também planeja reduzir o custo dessas baterias para 2 RMB/WH, tornando -as mais acessíveis a uma gama mais ampla de fabricantes de EV.
- 2028 - 2030: A Sunwoda deve apresentar suas baterias de estado sólido de quarta geração, apresentando um ânodo de metal de lítio e uma densidade de energia projetada de 700 wh/kg. Esse desenvolvimento aumentará significativamente o intervalo de driving e as velocidades de carregamento dos VEs equipados com as baterias de Sunwoda. Até 2030, a empresa pretende ser uma das principais empresas de baterias de estado sólido em termos de tecnologia e capacidade de produção, fornecendo baterias de estado sólido para OEMs automotivos globais.
Gotion Hi-Tech
Visão globalA Gotion Hi-Tech, outro fabricante líder de baterias chinesas, tem desenvolvido ativamente sua própria tecnologia de bateria de estado sólido. O foco principal da empresa é alcançar densidades de alta energia e vida útil do ciclo longo usando eletrólitos sólidos à base de sulfeto avançados. O programa de estado sólido da Gotion Hi-Tech, lançado em 2017, registrou um rápido progresso nos últimos anos, culminando no lançamento de sua bateria de estado sólido “Jinshi” (Pedra Dourada) em 2023.Cronograma de Desenvolvimento- 2017: O Gotion Hi-Tech iniciou oficialmente seu sólido programa de desenvolvimento de baterias de estado, com foco em eletrólitos à base de sulfeto. Os primeiros esforços de pesquisa da empresa se concentraram em melhorar a estabilidade e a condutividade iônica dos materiais de sulfeto para permitir baterias mais seguras e com maior capacidade.
- 2023: O Gotion Hi-Tech apresentou sua primeira bateria de estado sólido completo, marcado como a bateria "Jinshi" em maio. Esta bateria possui uma densidade de energia de 350 wh/kg e 800 wh/l, que é cerca de 40% maior que as baterias convencionais de íon de lítio. A bateria "Jinshi" também possui uma vida útil de mais de 3.000 ciclos, tornando -a altamente competitiva em termos de desempenho e longevidade. O lançamento desta bateria marcou um avanço significativo para a Gotion Hi-Tech, posicionando-a como um concorrente sério, entre outras empresas de baterias de estado sólido.
- 2024: Após o lançamento bem-sucedido da bateria “Jinshi”, o Gotion Hi-Tech começou a aumentar sua linha de produção piloto. A empresa se concentrou em refinar os materiais da bateria, incluindo o desenvolvimento de cátodos de cristal único revestidos com filme e um ânodo de silício mesoporoso 3D. Essas inovações contribuíram para uma melhor retenção de energia e recursos mais rápidos de carregamento, tornando a bateria "Jinshi" adequada para uma gama mais ampla de aplicações, de veículos elétricos a armazenamento de grade.
- 2027: O Gotion Hi-Tech planeja realizar testes de integração de veículos em pequena escala usando suas baterias de estado sólido “Jinshi”. Esta fase permitirá que a empresa colete dados sobre o desempenho da bateria em condições do mundo real e faça os ajustes necessários antes da produção em escala completa. Se for bem-sucedido, a Gotion Hi-Tech começará a se preparar para a produção em massa, visando a densidade energética de 350 WH/KG como linha de base para seus produtos comerciais.
- 2030: A empresa pretende obter a produção em massa de suas baterias de estado sólido completo 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 uma densidade de energia no nível do sistema de 280 wh/kg, permitindo que os veículos atinjam uma faixa de até 1.000 quilômetros com uma única carga.
