باتری حالت جامد سان وودا و مسیر تازه خودروهای برقی

سلول حالت‌جامد شین بیکسیائو سان‌وودا با ظرفیت ۲۰ آمپرساعت، چگالی انرژی ادعایی ۴۰۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم و موفقیت در آزمون جعبه داغ در دمای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد، محور اصلی برنامه این شرکت برای ورود جدی‌تر به نسل بعدی باتری خودروهای برقی است. بر اساس پاسخ‌هایی که واحد اس‌ای‌وی‌بی سان‌وودا در ۳۰ اکتبر در بورس شنژن به سرمایه‌گذاران ارائه کرد، گفته می‌شود این سلول در صورت اعمال فشار خارجی کمتر از یک مگاپاسکال، بیش از ۱۲۰۰ چرخه شارژ را تحمل می‌کند.

برنامه شین بیکسیائو به جای الکترولیت‌های سولفیدی که تامین‌کننده رقیب، کتل، دنبال می‌کند، از الکترولیت کامپوزیت پلیمری استفاده می‌کند. اس‌ای‌وی‌بی اعلام کرد سلول شین بیکسیائو شامل غشای کامپوزیت پلیمری ۱۲ میکرومتری و آند سیلیکونی نانومقیاس با آنتروپی بالا است، جزئیاتی که این شرکت آن‌ها را به ادعاهای عملکردی اعلام‌شده در سطح سلول مرتبط دانست. سان‌وودا نام خودروسازانی را که در حال ارزیابی این سلول‌ها هستند اعلام نکرد و تعداد نمونه‌های آزمایشی را نیز افشا نکرد.

ادعاهای سلول، محدودیت‌ها و زمینه فنی

سان‌وودا در سطح سلول از یک سلول حالت‌جامد پلیمری ۲۰ آمپرساعتی با چگالی ۴۰۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم، دوام بیش از ۱۲۰۰ چرخه تحت فشار خارجی کمتر از ۱ مگاپاسکال و موفقیت در آزمون حرارتی جعبه داغ در دمای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد خبر می‌دهد. این شرکت نیاز کمتر به فشار را یک مزیت می‌داند، زیرا الزامات سازه‌ای یک پک کامل باتری را کاهش می‌دهد، اما اس‌ای‌وی‌بی هشدار داد که نتایج در سطح سلول به‌تنهایی ثابت نمی‌کند طراحی در سطح پک بتواند پشتیبان‌های مکانیکی اضافی را حذف کند.

سان‌وودا می‌گوید طراحی کامپوزیت پلیمری می‌تواند تغییرات حجمی الکترود را مدیریت کند و تماس میان الکترودها و الکترولیت را حفظ کند. در مقابل، برخی طراحی‌های مبتنی بر سولفید برای حفظ تماس در طول چرخه‌های شارژ و دشارژ به فشار خارجی پیوسته نیاز دارند و برای جلوگیری از تشکیل گاز سولفید هیدروژن، به تولید در محیط کنترل‌شده از نظر رطوبت وابسته‌اند. کتل در ۲۷ اکتبر بار دیگر برنامه خود برای آغاز تولید محدود باتری‌های حالت‌جامد سولفیدی در سال ۲۰۲۷ را تایید کرد و پیش‌تر در سال ۲۰۲۴ یک نمونه اولیه ۲۰ آمپرساعتی را به نمایش گذاشته بود. بنابراین دو شرکت در حال دنبال‌کردن خانواده‌های متفاوتی از الکترولیت با جدول زمانی توسعه جداگانه هستند.

اس‌ای‌وی‌بی تاکید کرد که افشاگری‌های فعلی، به‌روزرسانی‌هایی درباره ارزیابی‌های در حال انجام است و اعلام یک برنامه آزمایشی جدید با مشتریان محسوب نمی‌شود. سان‌وودا پیش‌تر در ماه مه ۲۰۲۶ گفته بود مشتریان در حال آزمایش این سلول‌ها هستند و اظهارات ماه اکتبر به نظر می‌رسد گزارش پیشرفت همان آزمایش‌های قبلی باشد.

نقشه راه تولید، هزینه‌ها و شرکا

اس‌ای‌وی‌بی یک خط تولید آزمایشی با ظرفیت اسمی سالانه ۰٫۲ گیگاوات‌ساعت در اختیار دارد. نقشه راه منتشرشده این شرکت شامل توسعه باتری سولفیدی نسل دوم با هدف‌گذاری سال ۲۰۲۷ و هدف بلندمدت تولید سلول‌هایی با چگالی بیش از ۵۰۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم تا سال ۲۰۳۰ است. اس‌ای‌وی‌بی و سان‌وودا تاکید می‌کنند این موارد اهداف توسعه‌ای هستند و تاریخ قطعی آغاز تجاری‌سازی به شمار نمی‌آیند.

اختلاف هزینه مواد همچنان قابل توجه است. بازار فلزات شانگهای قیمت الکترولیت سولفیدی Li6PS5Cl را حدود ۳۵۰۰ تا ۴۵۰۰ یوان برای هر کیلوگرم برآورد می‌کند، در حالی که الکترولیت‌های مایع رایج حدود ۳۰ تا ۵۰ یوان برای هر کیلوگرم قیمت دارند. این ارقام جایگزینی مستقیم و یک‌به‌یک را نشان نمی‌دهند، اما شکاف قابل توجه هزینه مواد اولیه میان رویکردهای مختلف الکترولیت را به‌خوبی آشکار می‌کنند.

سان‌وودا در یک مرکز پژوهش مهندسی باتری در گوانگ‌دونگ مشارکت دارد که اهدافی شامل حداقل ۴۵۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم برای سلول‌های هوانوردی و چگالی توان دشارژ پیوسته ۱۰۰۰ وات بر کیلوگرم برای کاربردهای پرنده‌های برقی عمودپرواز تعیین کرده است. این شرکت و مرکز پژوهشی، هوانوردی و پرنده‌های برقی عمودپرواز را به عنوان کاربردهای بالقوه سلول‌های با چگالی انرژی بالا معرفی می‌کنند، با این توضیح که این اهداف به معنای سفارش تجاری تاییدشده یا حجم تولید مشخص نیستند.

پرسش‌های سرمایه‌گذاران در ۳۰ اکتبر همچنین به سهامداران راهبردی، یعنی لی اتو و شیائومی، و برنامه‌های باتری آن‌ها پرداخت. سان‌وودا اعلام کرد به تصمیمات مشتریان احترام می‌گذارد و با توسعه محصولات و خدمات از آن‌ها پشتیبانی خواهد کرد. لی اتو پیش‌تر با سرمایه‌گذاری ۲٫۶۵ میلیارد یوان، معادل تقریبی ۳۹۵ میلیون دلار آمریکا، برای دریافت سهم اولیه ۸٫۷۹ درصدی در اس‌ای‌وی‌بی موافقت کرده بود. شیائومی نیز سرمایه‌گذاری ۱٫۷ میلیارد یوانی، حدود ۲۵۳ میلیون دلار آمریکا، را برای دریافت سهم ۵٫۳۴ درصدی پیشنهاد داده که منوط به تایید سهامداران است. سان‌وودا تایید کرد که نه لی اتو و نه شیائومی به‌طور عمومی به عنوان ارزیابان نمونه‌های فعلی حالت‌جامد معرفی نشده‌اند.

اس‌ای‌وی‌بی مراحل حیاتی بعدی را اعتبارسنجی در سطح خودرو و دستیابی به فرایند تولید پایدار و تکرارپذیر دانست. این شرکت هشدار داد که ادغام در پک باتری، بازده تولید، هزینه کل و دوام بلندمدت در نهایت موفقیت تجاری را تعیین می‌کنند، نه صرفا شاخص‌های عملکرد در سطح سلول.