BYD’s solid-state accu programma heeft een nieuwe doorbraak bereikt: productie op kleine schaal start volgend jaar. BYD is vooral bekend om zijn “Blade” LFP technologie, maar het bedrijf ontwikkelt tegelijkertijd ook sodium-ion accu’s en solid-state accu’s. Werk aan de solid-state technologie bij BYD begon al in 2013 en dat lijkt nu eindelijk resultaten af te werpen.
Welke solid-state?
Solid-state accu’s hebben een hogere energiedichtheid en zijn daardoor aanzienlijk lichter en compacter dan huidige LFP- of lithium-ion accu’s. Bovendien zijn solid-state accu’s veiliger, minder gevoelig voor extreme temperaturen en gaan ze veel langer mee.
Er zijn verschillende chemische combinaties mogelijk voor solid-state accu’s. De route waar de meeste fabrikanten momenteel op inzetten, is de sulfide solid-state accu. Dit is een type accu met een vaste elektrolyt op basis van zwavel. Naast deze variant wordt er gewerkt aan twee andere smaken, elk met hun eigen voor- en nadelen:
- Oxide (keramiek): De veiligste keuze omdat dit materiaal niet in brand kan vliegen. Het is echter breekbaar en daardoor lastig te gebruiken in een auto.
- Polymeer (kunststof): De voordeligste optie en makkelijk te maken, maar de accu werkt alleen goed als hij eerst flink wordt opgewarmd.
- Zwavel (sulfide): Momenteel de favoriet van autofabrikanten. Het laat de energie supersnel door, waardoor je heel snel kunt opladen en geen speciale opwarming nodig hebt. Het is echter duurder en lastiger op grote schaal te produceren.
De technologie op basis van zwavel zorgt ervoor dat de elektriciteit (de ionen) veel sneller en makkelijker door de batterij kan bewegen dan we nu gewend zijn. Dit is cruciaal voor extreem korte laadtijden. Het nadaak is dat de productie erg complex is en dat het materiaal gevoelig is voor vocht. Hierdoor zijn de productiekosten momenteel nog hoog.
De doorbraak van BYD
Het op grote schaal produceren is bij solid-state accu’s altijd een probleem, maar bij sulfide solid-state accu’s is dat dus nog een stapje ingewikkelder. Toch zegt BYD nu dat het een doorbraak heeft bereikt aan de productiekant.
BYD gaat in 2027 beginnen met de kleinschalige productie van sulfide solid-state accu’s. Deze zijn in eerste instantie bedoeld voor een uitgebreid testprogramma dat ongeveer twee jaar duurt. Aan het eind van deze periode wil BYD de eerste demo-productie-auto’s op de weg hebben. Vanaf 2030 gaat BYD de productie van sulfide solid-state accu’s langzaam opschalen.
BYD gaat de accu’s stap voor stap uitrollen over zijn merken en modellen. De auto’s van het topmerk Yangwang zijn als eerste aan de beurt in 2030, gevolgd door Fangcheng Bao en Denza. Aan het eind van de jaren 30 moeten de kosten zover omlaag zijn gegaan dat BYD de accu’s ook in relatief betaalbare auto’s kan aanbieden. De solid-state accu is bij BYD dus de komende tien jaar een aanvulling in het accu-aanbod, en zeker nog geen complete vervanger.
Specificaties
BYD is nog zuinig met de specificaties van de nieuwe solid-state accu, ook omdat de ontwikkeling nog in volle gang is. Het primaire doel is een energiedichtheid van 400 Wh per kilogram.
Ter vergelijking:
- BYD Blade 1.0: 140-150 Wh/kg.
- BYD Blade 2.0 (vanaf dit jaar): 190-220 Wh/kg.
- Standaard lithium-ion (NMC): 250-260 Wh/kg.
Hoewel de 400 Wh/kg van BYD een enorme sprong is, werken andere Chinese fabrikanten aan prototypes met dichtheden van 500 Wh/kg of zelfs hoger. BYD lijkt echter bewust te kiezen voor een energiedichtheid die sneller op grote schaal te produceren is.
De capaciteit van één accucel van de sulfide solid-state accu is 60 Ah. Dat is weliswaar 6 Ah minder dan de prototypes van Hongqi (66 Ah), maar een enorme sprong voorwaarts vergeleken met BYD’s eerdere testcellen van 20 Ah.
1 MW snelladen
De BYD sulfide solid-state accu heeft als doel om in ongeveer 10 tot 12 minuten van 0% naar 80% op te laden. Om dit te bereiken, maakt de technologie gebruik van een extreem hoog laadvermogen van rond de 1.000 kW (1 megawatt). Dit komt overeen met een 5C-laadsnelheid, wat betekent dat de batterij vijf keer haar totale capaciteit per uur kan opnemen.
De huidige generatie standaard snelladers kan dit nog niet aan, maar BYD bouwt de oplossing gewoon zelf. In China is BYD gestart met de uitrol van een 1.000 kW (1 MW) snellaadnetwerk. De huidige topmodellen met LFP Blade-accu’s (zoals de Han L, Tang L en de nieuwe Denza Z9) maken hier al gebruik van. Dit proces wordt nu versneld om klaar te zijn voor de komst van de solid-state accu.
Het geschatte bereik met de sulfide solid-state accu bedraagt maximaal 1.200 kilometer volgens de CLTC-cyclus. Dat is zo’n 200 kilometer meer dan het maximale bereik van BYD’s huidige Blade LFP-accu’s. De nieuwe Denza Z9 heeft bijvoorbeeld een CLTC-bereik van 1.000 kilometer.
Minder gewicht
Het verschil zit niet alleen in de capaciteit, maar vooral in het gewicht. De sulfide solid-state accu is naar verwachting ongeveer 30 procent lichter dan een vergelijkbaar LFP-accupakket. Daardoor kan BYD een hogere efficiëntie realiseren. Waar de huidige 1.000-kilometermodellen nog relatief zware accupakketten moeten meedragen, maakt de solid-state technologie een bereik van 1.200 kilometer mogelijk zonder dat de auto te zwaar wordt. Het lagere gewicht zorgt voor een lager energieverbruik, minder slijtage aan de auto en een beter weggedrag.
Minder capaciteit maar wel in productie
BYD werkt achter de schermen zeer serieus aan de ontwikkeling van solid-state accu’s en lijkt inmiddels een doorbraak te hebben bereikt in de productie. In plaats van te mikken op extreem grote accucapaciteiten zoals andere Chinese merken, kiest BYD kennelijk bewust voor een pragmatische aanpak, gericht op technologische uitvoerbaarheid en een relatief snelle introductie in productieauto’s.
