Dongfeng Motor í Kína kynnir 50 bíla til sýnikennslu með „fastkjarna“ rafhlöðum

Segja má að tímamót hafi átt sér stað í rafbílaþróun heimsins í janúar þegar Dongfeng Motor í Kína afhenti 50 rafbíla með fastkjarna, eða „solid-state“, rafhlöðum til sýnikennslu. 

Kínversku DongFeng Aeolus E70 rafbílarnir nota fastkjarna rafhlöður sem þróaðar voru í sameiningu við Ganfeng Lithium, sem gerði samning við ríkisbílaframleiðandann um mitt ár 2021. Greint frá því í kínverskum fjölmiðlum 22. janúar síðastliðinn, að fyrstu 50 Dongfeng Fengshen E70 bílarnir með fastkjarna  rafhlöðum verði teknir í notkun sem sýningarbílar í Jiangxi, Guangzhou, Zhejiang og Jiangsu héruðum í Kína.

Fjölmiðlar segja að Ganfeng Lithium hafi framkvæmt öryggisprófanir á nýja rafhlöðukerfinu og að það hafi staðist álag hvað varðar vatnsheldni, sprengiþol, jarðskjálftaþol og burðarstyrk. Ekki kemur fram hvernig þessar rafhlöður eru samsettar eða úr hvaða grunnefnum.

Yfirburðir fastkjarna rafhlaðna

Munurinn á hefðbundinni liþíum-jóna (lithium-Ion) rafhlöðu og fastkjarna rafhlöðu liggur í raflausninni. Með því að nota fast efni fyrir raflausnina á milli rafskautsins og bakskautsins í stað seigfljótandi efnis, geta rafhlöðuframleiðendur aukið orkuþéttleika og þar af leiðandi aksturssvið eða langdrægni. Þeir geta einnig dregið úr hlutfallslegri þyngd miðað við liþíum-jóna rafhlöðunnar. Í liþíum-jóna raf-hlöðum með seigfljótandi raflausn myndast mikill núningur og hiti sem getur verið mikið vandamál og leitt til sjálfsíkveikju. Því hraðar sem hlaða á slíkar rafhlöður því meiri verða vandamál vegna hita. Slíku er ekki til að dreifa í fastkjarna rafhlöðum sem hægt er að hlaða mun hraðar en rafhlöður með fljótandi raflausn og þær hafa meiri orkuþéttni. Þá eru fastkjarna rafhlöður sagðar einfaldari í framleiðslu, auk þess sem þær hafa mun lengri endingu sem dugar þá vel eðlilegan endingartíma bílsins.

Bílaframleiðendurnir Renault, Nissan og Mitsubishi vinna í sameiningu  að hönnun á fastkjarna rafhlöðum (Solid-state) og vonast til að geta verið komnir með tilbúna lausn á árinu 2025. 

Margvíslegt samstarf í gangi

DongFeng er einn af „stóru fjórum“ bílaframleiðendunum í Kína ásamt SAIC, Changan og FAW. Þá er Dongfeng einnig þekkt á Vestur-löndum fyrir sameiginlegt verkefni sitt með Nissan undir Dongfeng Nissan nafninu. Þá er það einnig í sameiginlegum rekstri með Renault, Honda og Peugeot-Citroën.

Aðrir bílaframleiðendur sem taka þátt í samstarfi við að koma fastkjarna rafhlöðum í notkun fyrir rafbíla eru Mercedes-Benz, sem í desember gekk til liðs við Facttorial Energy, BMW/Ford í samstarfi við Solid Power og Volkswagen sem er í samstarfi við rafhlöðufyrirtækið QuantumScape.

Hálf-fastkjarnarafhlaðan (semi-solid state) frá kínverska iðnaðarrisanum CATL er í undirbúningi og á að geta skilað nýjum bíl frá bílaframleiðandanum  NIO í Sjanghæ um 1.000 kílómetra akstri á einni hleðslu. 

Ártatuga glíma 

Vísindamenn hafa í áratugi reynt að finna leiðir til að framleiða fastkjarna rafhlöður sem duga fyrir farartæki. Talað hefur verið um að það sé eins og að finna hinn heilaga gral fyrir þann framleiðanda sem tekst að koma með bestu lausnina í framleiðslu á fatskjarna rafhlöðum.

Nokkur fyrirtæki hafa sagst vera komin með lausnir sem komnar séu á framleiðslustig. Toyota kynnti t.d. í janúar síðastliðnum að fyrirtækið yrði komið með fastkjarna rafhlöður á markað árið 2025 og þá til að byrja með í tvinnbílum og líklega af gerðinni Prius. 

Kínverska risafyrirtækið CATL, sem er stærsti rafhlöðuframleiðandi heims, hefur verið með hálf-fastkjarna rafhlöðu (semi-solid state) í undirbúningi sem á að geta skilað bíl eins og NIO um 1.000 kílómetra á einni hleðslu. Í þessari rafhlöðu, sem á að skila 150 kílówattstundum (kWst) af orku, er nikkel lykilefni.  Bílafram-leiðandinn NIO hafði áður tilkynnt að bíllinn kæmi á markað í lok þessa árs en óljóst virðist vera um samninga við CATL. Hálf-fastkjarna rafhlöðurnar frá CATL eiga líka að koma í stað LFP rafhlaða í Tesla sem vandræði hafa verið með í kulda.

Forráðamenn CATL eru þó ekki ánægðir með hvað þróun á hreinum fastkjarna rafhlöðum hefur gengið hægt. Ekki er gert ráð fyrir að þau verði komin í gagnið svo neinu nemi fyrr en 2025 og að einungis 1% rafbíla verði búnir fatskjarna rafhlöðum árið 2030. Í millitíðinni verður stuðst við framleiðslu á hálf-fastkjarna rafhlöðum, eða „semi- solid state“ rafhlöðum.