Mercedes-Benz har nu börjat testa solid state-batterier på vägarna i en modifierad EQS. Batteripaketet, som utvecklats i samarbete med amerikanska Factorial Energy, kan ge en räckvidd på mer än 1 000 kilometer på en laddning – nästan dubbelt så långt som dagens elbilar. Det skriver Autocar.
Prototypen, som tog sina första varv på vägarna denna månad, är en EQS som har fått sitt batterihus modifierat för att rymma det nya batteriet. Om resultaten blir så bra som förväntat kan teknologin finnas på vägarna i en produktionsmodell före 2030.
Smartare batteriladdare utvecklad av Formel 1-ingenjörer
För att lösa en av de största utmaningarna med solid state-batterier – att materialen expanderar och drar ihop sig under laddning och urladdning – har Mercedes-Benz utvecklat ett särskilt system. Ingenjörer från företagets Formel 1-avdelning i Brixworth har skapat en ”flytande cellbärare” med pneumatiska aktuatorer som hanterar dessa rörelser med hjälp av tryckluft. Detta är tänkt att förbättra både batteriets stabilitet och livslängd.
Mercedes uppger att det nya batteriet kan ge cirka 25 procent längre räckvidd jämfört med ett litiumjonbatteri av samma storlek och vikt. Den nuvarande EQS 450+ har en WLTP-certifierad räckvidd på cirka 820 km med ett 118 kWh litiumjonbatteri. Det nya batteripaketet kan därmed öka räckvidden för EQS-prototypen till över 1 000 km under verkliga körförhållanden.
Energitäta och kraftfulla
Factorial Energy, som även arbetar med Hyundai och Stellantis, bekräftade förra året att man har levererat battericeller till Mercedes-Benz med en energitäthet på upp till 391 Wh/kg – dubbelt så mycket som vanligt – och en laddningskapacitet på över 106 Ah. I paketet ingår också en patenterad litium-metall-anod och en polymerbaserad separator.
Den teknologi som testas i EQS-prototypen är bara det första steget mot ett ännu mer avancerat solid state-batteri, med kodnamnet Solstice, som Mercedes-Benz och Factorial Energy utvecklar tillsammans. Nästa generation kommer att ersätta separatorn med en sulfidbaserad solid state-elektrolyt, med målet att uppnå en energitäthet på 450 Wh/kg och en uppskattad räckviddsökning på 80 procent jämfört med dagens litiumjonbatterier.
Solid state – framtidens lösning eller ett luftslott?
Under flera år har solid state-batterier kallats för batteriteknologins heliga graal. Genom att ersätta den flytande elektrolyten i dagens litiumjonbatterier med ett fast material utlovar teknologin flera fördelar: högre energitäthet, snabbare laddning, bättre säkerhet och längre livslängd.
Men vägen från laboratorium till massproduktion har visat sig vara mycket utmanande. Fisker var en av de första biltillverkarna som gjorde stora investeringar i solid state-batterier, men gav upp 2018. Henrik Fisker förklarade senare för The Verge att ”det är den typ av teknologi där du känner att du är 90 procent där, du är nästan där, när du upptäcker att de sista 10 procenten är mycket svårare än de första 90.”
En av de största utmaningarna med solid state-batterier är att de fungerar bäst vid höga temperaturer, vanligtvis över 45 grader Celsius. Det finns solid state-elektrolyter med ganska bra egenskaper vid rumstemperatur, men dessa består ofta av komplexa föreningar som gör batterierna både mycket dyra och svåra att skala upp till massproduktion. Det finns därför anledning att tro att batteriet i den EQS som användes i testerna är mycket dyrt.
Hur är det med priset?
En viktig obesvarad fråga är naturligtvis kostnaden. Dagens litiumjonbatterier är redan dyra, men på väg ner i pris. Solid state-tekniken förväntas bli ännu dyrare, åtminstone i inledningsfasen. För att batteriteknologin ska lyckas på marknaden måste priset vara konkurrenskraftigt.
Mercedes har inte angett något uppskattat pris, men företaget är känt för att introducera ny teknik i sina toppmodeller först, där kunderna är mer villiga att betala mer.
När kommer vi att kunna köpa en Mercedes-Benz med solid state-batteri?
Mercedes-Benz har inte meddelat något officiellt lanseringsdatum för en produktionsmodell med solid state-batterier, men tester med EQS-prototypen tyder på att teknologin kan finnas tillgänglig i en produktionsbil före slutet av detta årtionde.
Företaget utvecklar också en ny generation kiselkarbidomvandlare och kraftelektronik vid AMG High Performance Powertrain i Brixworth, vilket kommer att ge ännu högre effektivitet och prestanda i framtida modeller.
Mer info: mercedes-benz.com