رقابت برای تولید نسل آینده باتریها در حال افزایش است؛ بطوریکه در نیمه سال 2018 حجم سرمایهگذاری در شرکتهای استارتاپ نسبت به کل سال 2017 دوبرابر شد.
شرکت استارتاپ نمونه اولیهای از باتری حالت جامد شارژپذیر متشکل از آند لیتیم را ساخته که به گفته کارشناسان این صنعت قادر است نسل جدیدی را در صنعت باتری خودروهای الکتریکی رقم بزند.
باتری‌های لیتیم-یون حاوی 4 جزء هستند: دو الکترود که بار الکتریکی را تولید میکنند، الکترولیت مایع که انتقال بار بین الکترودها را میسر میسازد و یک جداکننده که مانع از اتصال مستقیم دو الکترود و وقوع اتصال کوتاه در باتری خواهد شد.
باتری‌های نسل آینده نیاز به تأمین انرژی بسیار زیادی در حجم و وزن برابر با باتری‌های امروزی دارند. برای نیل به این هدف، شیمیدانان باید از موادی که دانسیته انرژی بالایی دارند، استفاده کنند.
یک باتریِ تماماً جامد ویژگیهایی دارد: اولاً این باتری نیاز به الکترولیت مایع و جداکننده را حذف میکند. دوماً الکترولیت جامد هم میتواند نقش الکترولیت و هم نقش جداکننده را ایفا کند و بنابراین فضایی که پیشتر توسط جداکننده اشغال شده بود، به وسیله مواد با دانسیته انرژی زیاد جایگزین میشود. سوماً حذف الکترولیت مایع، امکان استفاده از آند لیتیم را فراهم میکند که بیشترین دانسیته انرژی را داراست. با ترکیب این ویژگیها باتری حاصل میشود که دانسیته انرژی دوبرابری نسبت به باتری‌های فعلی داشته و ایمنتر و ارزانتر است.
اما تمام باتری‌های حالت جامد از نظر فناوری عملیاتی نشدهاند که ناشی از انتقال دشوار بار الکتریکی در ماده جامد، نسبت به یک ماده مایع است.
البته محققان سعی کردند تا از طریق مواد هادی، مشکل هدایت این باتریها را رفع کنند، اما به دلیل قیمت بالای مواد، تولید انبوه این باتریها ناممکن است.
در نمونه باتری که در شرکت Solid Power تهیه شده از مواد کاتدی رایج که نزدیک به ظرفیت تئوریشان هستند استفاده شده و در مقابل نیز از آند لیتیم و الکترولیت جامد متشکل از لیتیم، گوگرد و فسفر استفاده شده است. نمونه باتری‌های کیسهای ساخت این شرکت، میتوانند 200 چرخه شارژ-دشارژ را طی کنند. دانسیته انرژی این باتری کمتر از Wh/kg 250 است که با دانسیته انرژی باتری‌های لیتیم-یون (Wh/kg 300) فاصله دارد. از طرفی، این باتری فقط در دماهای بالای 150 درجه سلسیوس قابل کارکرد است.
یکی از اهداف این شرکت، کاهش هزینه ساخت باتری به 100 دلار به ازای هر کیلو وات ساعت است که تقریباً یک سوم قیمت کنونی باتری‌های لیتیم-یون است.
علاوه بر استارتاپها، شرکتهای بزرگی نظیر Samsung و LG در کره و CATL در چین علاقهمند به ارتقای فناوری باتری‌های حاوی الکترولیت جامد هستند.
همچنان که کاربرد خودروهای الکتریکی گسترش مییابند، بازار باتریها نیز از GWh 100 امروزی به بیش از GWh 1500 در سال 2030 خواهد رسید.
