Idemitsu og Toyota går sammen om å masseprodusere faststoffbatterier

Mellom 2027 og 2028, vil selskapene begynne å produsere faststoffbatterier for bruk i batterielektriske kjøretøy, etterfulgt av fullskala masseproduksjon.

Idemitsu Kosan Co., Ltd. (Idemitsu) og Toyota Motor Corporation (Toyota) annonserte torsdag 13. oktober at de har inngått en samarbeidsavtale for å oppnå masseproduksjon av faststoffbatterier for elbiler. Avtalen innebærer å samarbeide om utvikling av masseproduksjonsteknologi for faste elektrolytter, forbedre produktivitet og etablere en forsyningskjede.

Gjennom dette samarbeidet søker de to selskapene, som er verdensledende på dette feltet inkludert materialeutvikling relatert til faststoffbatterier, å sikre vellykket kommersialisering av faststoffbatterier i 2027-28 - som annonsert på Toyota Technical Workshop i juni 2023 - etterfulgt av fullskala masseproduksjon (Idemitsu og Toyota er verdensledende på patenteringer relatert til faststoffbatterier og sulfid faste elektrolytter).

Idemitsu har arbeidet med forskning og utvikling på grunnteknologier for faststoffbatterier siden 2001, mens Toyota startet i 2006.

Dette samarbeidet fokuserer på sulfid faste elektrolytter, som anses som et lovende materiale for å oppnå høy kapasitet og ytelse for elbiler. Sulfid faste elektrolytter kjennetegnes av mykhet og vedheft til andre materialer, noe som er egnet for masseproduksjon av batterier.

Vil gi kortere ladetider og økte kjøreavstander

- En fordel med faststoffbatterier er at elektrolytten er fast. Dette tillater ioner, som overfører elektrisitet, å bevege seg raskere, noe som muliggjør kortere ladetider, økte kjøreavstander og høyere kraftuttak. Faststoffbatterier kjennetegnes også av å være svært stabile fordi de er motstandsdyktige mot temperaturforandringer og kan tåle høye temperaturer og høye spenninger, forklarte Koji Sato, President og CEO av Toyota Motor Corporation, på en pressekonferanse.

Siden faststoffbatterier er mindre og kraftigere, vil de gjøre det mulig for batterielektriske kjøretøy å møte et mangfold av behov, fra sportsbiler, som krever høy ytelse, til nyttekjøretøy, som krever hyppig hurtiglading.

Skal løse utfordringen med slitasje fra lading og utlading

En langvarig teknisk utfordring har vært at gjentatt lading og utlading av batteriet forårsaker sprekker mellom katodene og anodene og de faste elektrolyttene, noe som reduserer batteriets ytelse.

Siden 2013 har Toyota og Idemitsu samarbeidet om å løse dette problemet. Idemitsu var et av de første selskapene til å utføre utviklingen av grunnteknologier for faststoffbatterier. En slik grunnteknologi er en svært fleksibel, klebrig, og sprekkresistent fast elektrolytt.

Gjennom gjentatt prøving og feiling og ved å kombinere materialteknologiene fra begge selskapene, har man klart å utvikle et sprekkresistent materiale som viser høy ytelse.

Detaljer om samarbeid

For å forberede fullskala masseproduksjon, har begge selskaper etablert en arbeidsgruppe bestående av dusinvis av medlemmer og vil fortsette samarbeidet som følger:

Fase 1 - Utvikling av sulfid faste elektrolytter og forberedelse for et stort pilotanlegg

• Idemitsu og Toyota samarbeide for å utvikle forbedrede sulfid faste elektrolytter gjennom gjensidig tilbakemelding og støtte i utviklingsprosessen innenfor hver bedrifts tekniske felt. Fokuset vil være på kvalitet, kostnadseffektivitet og leveringstider, noe begge selskaper mener vil føre til en demonstrasjon av masseproduksjon av sulfid faste elektrolytter på et pilotanlegg fra Idemitsu.

Fase 2 - Masseproduksjon på et stort pilotanlegg

• Idemitsu fremme produksjon av sulfid faste elektrolytter gjennom konstruksjon og oppstart av et stort pilotanlegg, som grunnlag for masseproduksjonsteknologi.
  
  
• Toyota vil fremme utviklingen av både faststoffbatterier der sulfid faste elektrolytter brukes, og utvikling av elektriske kjøretøy med slike batterier. Det vil sikre markedsintroduksjon av elektriske kjøretøy med faststoffbatterier i 2027-28.
• Basert på resultatene fra Fase 2, vil begge selskaper studere fremtidig fullskala masseproduksjon og kommersialisering.

Fase 3 - Studie av fremtidig fullskala masseproduksjon

Idemitsu har også utviklet produksjonsteknologier for litiumsulfid, som er et mellomliggende materiale for faste elektrolytter, ved hjelp av biprodukter som genereres i løpet av petroleumsraffinering. På denne måten har de jobbet med utvikling av masseproduksjonsteknologi på sulfid faste elektrolytter, med mål om å etablere et stabilt forsyningssystem.

Videre øker selskapet jevnt kapasiteten til sitt lille pilotanlegg - annonsert i juni 2023 - og fortsetter byggeplanen av et stort pilotanlegg - annonsert i april 2022 -, som vil bidra til kommersialisering av faststoffbatterier i 2027-28.

Gjennom kombinasjonen av begge selskapers materialutviklingsteknologier, Idemitsus materialproduksjonsteknologier og Toyotas batteribehandling og monteringsteknologier fra utvikling av batterielektriske kjøretøy, vil begge selskapene sikte mot å realisere masseproduksjon av både faste elektrolytter og faststoffbatterier egnet for det globale markedet.