Mercedes-Benz aloitti solid state -akun käyttötestit – Yli 1000 km toimintamatka

Kiinteän olomuodon puolijohdeakkua kehitetään laajassa yhteistyössä. Solid state -akku on turvallinen ja pidentää sähköauton toimintamatkaa. Käyttötestit ja koeajot käynnistyivät helmikuussa Mercedes-Benz EQS:llä. Tavoitteena on yli 1000 kilometrin toimintamatka yhdellä latauksella.

Mercedes-Benz ja Factorial Energy ovat aloittaneet puolijohdeakkuihin eli kiinteän olomuodon akkuihin (solid state battery) keskittyvän testiohjelman. Uuden innovatiivisen akkujärjestelmän suunnittelivat ja kehittivät yhteistyössä Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP), joka vastaa muun muassa F1-luokassa käytettävistä teknologiaratkaisuista, sekä Mercedes-Benzin akkujärjestelmien osaamiskeskus (Center of Competence for Battery Systems). Uutta puolijohdeakkua testattiin aluksi testipenkissä, jonka jälkeen se integroitiin Mercedes-Benz EQS -sähköautoon. Ajoneuvon ensimmäiset laboratoriotestit suoritettiin Stuttgartissa viime vuoden lopulla. Koeajot ovat käynnistyneet helmikuussa ja ne jatkuvat tulevien kuukausien aikana.

”Autoteollisen mittakaavan puolijohdeakun kehitystyö osoittaa sitoutumisemme uusiin innovaatioihin ja kestävän kehityksen edistämiseen. Olemme erittäin iloisia, kun testiajot ovat nyt käynnissä. Niiden avulla saamme ensikäden tietoa tämän teknologian mahdollisesta integroimisesta sarjatuotantoon”, Mercedes-Benzin teknologia- ja kehitysjohtaja Markus Schäfer sanoo.

Mercedes-Benzin ja yhdysvaltalaisen Factorial Energyn yhteistyö käynnistyi vuonna 2021 tavoitteenaan uuden sukupolven akkuteknologian kehittäminen. Ensimmäiset litiummetalliset akkukennot Factorial toimitti kesällä 2024.

Puolijohdeakku on luotettava ja turvallinen ja tarjoaa pidemmän ajomatkan latauksella

Solid state -akut tarjoavat lupaavia näkymiä sähköisen liikenteen tulevaisuudesta. Nestemäisen elektrolyytin sijaan niissä käytetään kiinteää elektrolyyttiä. Se parantaa kennojen turvallisuutta ja mahdollistaa uusien anodien kuten litiummetallin käyttämisen. Akun suoritusarvot ja energiatiheys paranevat näin merkittävästi verrattuna perinteiseen litiumionikennorakenteeseen.

Kiinteän olomuodon akkujen niin sanottu gravimetrinen energiatiheys voi nousta jopa 450 Wh:iin/kg. Gravimetrisella energiatiheydellä tarkoitetaan akkukennoon varastoidun energian määrää massayksikköä kohden. Tämä on erityisen tärkeää sovelluksissa, joissa paino on kriittinen tekijä kuten juuri sähköajoneuvoissa. Puolijohdeteknologia tarjoaa entistä pidemmän ajomatkan yhdellä latauksella.

”Olemme ensimmäisinä integroineet litiummetalliset puolijohdeakut tuotantoajoneuvon alustaan. Tämä läpimurto osoittaa, että teknologia on siirtynyt laboratorioista todellisiin käyttösovelluksiin. Yhteistyömme Mercedes-Benzin kanssa osoittaa, että sähköajoneuvojen tulevaisuus ei ole pelkkä visio, vaan täyttä totta jo tänään”, Factorial Energyn toimitusjohtaja ja toinen perustaja Siyu Huang vakuuttaa.

Mercedes-Benzin solid-state-akussa hyödynnetään innovatiivista, kelluvaa kennotelinettä, joka on patentoitu. Kun akku latautuu, materiaalit laajenevat, ja vastaavasti supistuvat purkautuessaan. Kiinteän olomuodon akun kennojen tilavuuden muutos tarkoittaa juuri akun sisällä olevien materiaalien laajenemista ja supistumista akkua ladattaessa ja varausta purettaessa. Kennojen tukemiseksi näiden prosessien aikana puolijohdeakku on varustettu pneumaattisilla käyttölaitteilla. Ne seuraavat kennotilavuuden muutoksia, jotka vaikuttavat akun suorituskykyyn ja käyttöikään.

EQS:ssä käytettävä puolijohdeakku mahdollistaa jopa 25 prosenttia pidemmän toimintamatkan verrattuna auton vakioakkuun. Painoetua ja parempaa energiatehokkuutta saavutaan akun passiivisen jäähdytyksen avulla. Testiauton toimintasäteen odotetaan nousevan yli 1000 kilometriin. Nykyinen EQS 450+ -malli yltää 118 kWh:n akulla jo yli 800 kilometrin toimintamatkaan 16,3–19,9 kWh/100 km keskikulutuksella.