Świat

Toyota zbudowała działający prototyp baterii litowo-jonowej ze stałym elektrolitem. Nowy typ baterii zapewni znacznie większy zasięg przy tej samej wielkości w porównaniu ze stosowanymi obecnie akumulatorami litowo-jonowymi.

Japoński koncern planuje wprowadzenie nowego rozwiązania na rynek w 2025 roku. Wówczas ładowanie przeciętnego samochodu elektrycznego może trwać 15 minut.

Toyota zajmuje się elektryfikacją od lat 90.
Toyota wprowadziła na rynek pierwszy zelektryfikowany samochód – hybrydowego Priusa – 23 lata temu i długo w swoim programie niskoemisyjnych samochodów koncentrowała się na hybrydach (HEV) oraz na autach na wodorowe ogniwa paliwowe (FCEV). Jednak w ostatnich latach – niejako z dnia na dzień – włączyła do swojego planu elektromobilności także auta elektryczne na baterie (BEV).

Za szybką decyzją poszły równie szybkie działania – japoński koncern nie popełnił przy tym błędu niektórych europejskich konkurentów i intensywnie rozwija oprogramowanie do samochodów nowych generacji. We współpracy z Subaru Toyota zbudowała uniwersalną platformę dla zelektryfikowanych samochodów, której koncepcja opiera się na architekturze TNGA. Pierwszy efekt tej współpracy, czyli koncepcyjny crossover na prąd, został w styczniu zaprezentowany przez markę Subaru. Jednocześnie Toyota zainwestowała w produkcję i rozwój baterii we współpracy z Panasonikiem oraz rozpoczęła współpracę z BYD, chińskim producentem baterii i samochodów elektrycznych. Zabezpieczyła także dostawy litu, inwestując w australijską firmę Orocobre.

Elektryki Toyoty korzystają z technologii hybrydowych
W tym roku japoński koncern wprowadził na rynek dwa pierwsze bliźniacze modele elektryczne C-HR i IZOA, za którymi niedługo pójdą Lexus UX 300e oraz elektryczne wersje PROACE i PROACE CITY. W kolejce czekają następne elektryczne modele Toyoty, których łączna liczba do 2025 roku ma wynieść przynajmniej 10, w tym 6 globalnych.

Błyskawiczna ofensywa Toyoty na polu BEV była możliwa dzięki ponad 20-letniemu doświadczeniu Toyoty w produkcji hybryd. W tym czasie marka wypracowała wysokiej jakości, niezawodne rozwiązania, które z łatwością można przenieść z hybryd do aut elektrycznych. Chodzi przede wszystkim o jednostkę sterującą PCU z konwerterem o dużej niezawodności, który pozwala zastosować znacznie mocniejszy silnik elektryczny niż wynosi moc akumulatora. To sprawia, że w swoich zelektryfikowanych autach Toyota montuje znacznie mniejsze, lżejsze i zużywające mniej zasobów baterie, by uzyskać tę samą moc i osiągi co inni producenci. Japończycy przez lata wypracowali również wysokiej klasy akumulatory, silniki i niezawodną instalację elektryczną oraz modułową architekturę napędu, która w 2014 roku ułatwiła konstrukcję auta wodorowego, a teraz służy m.in. do projektowania samochodów elektrycznych.

Baterie nowej generacji
Choć Toyota przygotowuje się do mocnego wejścia na rynek BEV, zabezpieczając się od każdej strony, najważniejszym elementem tej układanki są baterie nowej generacji, które sprawią, że auto elektryczne stanie się równie funkcjonalne jak samochód spalinowy. Przekonywanie, że 1,5 godziny ładowania szybką ładowarką to krótko, traci wiarygodność, jeśli wyobrazimy sobie, że podczas długiej podróży zjeżdżamy na stację, by zjeść obiad i uzupełnić baterię w samochodzie, ale do każdego punktu ładowania ustawia się kolejka choćby trzech samochodów.

Świętym Graalem elektrycznej motoryzacji może okazać się bateria litowo-jonowa ze stałym elektrolitem, nad którą Toyota pracuje od kilku lat. W niedawnym wywiadzie z Automotive News wiceprezes Toyoty Keiji Kaita oświadczył, że firma opracowała już działający prototyp takiej baterii, którego pełne naładowanie trwa do 15 minut. Wyposażony w nią samochód miał zostać zaprezentowany podczas tegorocznych Igrzysk Olimpijskich w Tokio, które jak wiadomo, zostały przesunięte na przyszły rok z powodu pandemii. Toyota, która nie ma w zwyczaju wprowadzać na rynek produktów bez solidnego przetestowania, zamierza rozpocząć sprzedaż aut z bateriami ze stałym elektrolitem dopiero za pięć lat. W tym czasie Japończycy muszą zapewnić swojemu wynalazkowi bezpieczeństwo i trwałość oraz odporność na częste ładowanie.

„By pokonać ograniczenia obecnego prototypu, testujemy różne konfiguracje anody i innych materiałów. Próbujemy różnych sposobów usunięcia wad, które pojawiły się do tej pory” – powiedział Keiji Kaita redakcji Automotive News.

Baterie ze stałym elektrolitem coraz bliżej
Baterie litowo-jonowe ze stałym elektrolitem ładują się szybciej, dają większy zasięg i mają większą gęstość energii niż obecnie używane akumulatory litowo-jonowe. Badania nad tym rozwiązaniem Toyota prowadzi razem z firmą Panasonic. Obecnie naukowcy obu koncernów skupiają się na elektrolicie siarkowym, który ułatwia bardziej wydajny transfer jonów między elektrodami. Teraz muszą znaleźć taki elektrolit, który nie będzie się deformował podczas ładowania i rozładowywania.

Keiji Kaita podkreśla, że kolejny przełom w rozwoju nowego akumulatora może być wynikiem zmiany konstrukcji lub zastosowania nowych materiałów. Może się okazać, że siarka w elektrolicie zostanie zastąpiona inną substancją. Do rozwiązania są także kwestie skalowalności, aby można było uruchomić masową produkcję. Kiedy to się powiedzie, czeka nas kolejna rewolucja – nie tylko na rynku samochodów hybrydowych i elektrycznych, ale także energetyki, urządzeń mobilnych i elektroniki użytkowej.