Mercedes-Benz testuje akumulator ze stałym elektrolitem

Większa gęstość energii, mniejsza masa i dłuższy zasięg – Mercedes rozwija akumulator półprzewodnikowy. Będzie to rewolucja na

Mercedes-Benz wraz z zespołem Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) z Brixworth opracował i opatentował nowatorski akumulator półprzewodnikowy, który trafił do testowego modelu EQS. Jest to efekt współpracy z Factorial Energy, amerykańskim liderem technologii solid-state, który dostarczył ogniwa litowo-metalowe wykorzystujące opatentowaną platformę FEST® (Factorial Electrolyte System Technology). Pierwsze testy drogowe rozpoczęły się w lutym 2025 roku.

Technologia solid-state czyli akumulator półprzewodnikowy Mercedesa

Akumulatory półprzewodnikowe eliminują ciekły elektrolit na rzecz stałego, co pozwala na zastosowanie anod litowo-metalowych. Przekłada się to na znacznie wyższą grawimetryczną gęstość energii, sięgającą 450 Wh/kg (w porównaniu do 250-300 Wh/kg dla ogniw litowo-jonowych). To kluczowy parametr dla pojazdów elektrycznych, gdzie każdy kilogram masy ma znaczenie dla efektywności energetycznej.

Grawimetryczna gęstość energii to ilość energii zmagazynowanej w akumulatorze na jednostkę jego masy, wyrażana w watogodzinach na kilogram (Wh/kg). Jest kluczowym parametrem w elektromobilności i lotnictwie, ponieważ im wyższa gęstość energii, tym lżejszy akumulator przy tej samej pojemności.

Tradycyjne akumulatory litowo-jonowe osiągają około 250–300 Wh/kg, natomiast nowoczesne akumulatory półprzewodnikowe mogą przekraczać 450 Wh/kg, co pozwala na redukcję masy pojazdu i zwiększenie jego efektywności. W praktyce oznacza to większy zasięg samochodów elektrycznych oraz lepsze parametry użytkowe wszędzie tam, gdzie waga ma krytyczne znaczenie.

Zobacz: Test Mercedes E220d

Korzyści wynikające z tej technologii:

1. zasięg do 1000 km – o 25% większy niż w standardowym EQS-ie,
2. redukcja masy akumulatora – większa efektywność i osiągi pojazdu,
3. większe bezpieczeństwo – brak ryzyka termicznego runaway’a (niekontrolowanego wzrostu temperatury ogniwa),
4. dłuższa żywotność – niższa degradacja materiałów elektrodowych.

Innowacyjne rozwiazania konstrukcyjne

Mercedes-Benz opatentował unikalny przesuwny stos ogniw oraz system pneumatycznych siłowników, które kompensują zmiany objętościowe ogniw podczas ładowania i rozładowywania. Stałe elektrolity cechują się innymi charakterystykami rozszerzalności niż tradycyjne elektrolity ciekłe, dlatego zastosowanie aktywnego systemu kontroli objętości pozwala na:

1. optymalizację wydajności elektrochemicznej,
2. zmniejszenie wewnętrznych naprężeń w materiale elektrodowym,
3. poprawę cyklicznej żywotności akumulatora.

Ponadto, system pasywnego chłodzenia eliminuje konieczność stosowania cieczy chłodzącej, co dodatkowo upraszcza architekturę akumulatora i redukuje jego masę.

Wyzwania produkcyjne i przyszłość komercjalizacji

Pomimo wyraźnych zalet technologii solid-state, jej wdrożenie na skalę masową napotyka kilka wyzwań:

1. Koszty produkcji – obecnie wyższe niż w przypadku ogniw Li-ion, głównie ze względu na drogie materiały i precyzyjną inżynierię procesów wytwórczych,
2. Skalowalność – wyzwanie związane z produkcją na masową skalę przy zachowaniu stabilności parametrów elektrochemicznych,
3. Integracja z platformami pojazdów elektrycznych – optymalizacja architektury pojazdów pod kątem nowych akumulatorów wymaga dalszych badań.

Testy drogowe w EQS-ie pozwolą na zebranie kluczowych danych dotyczących wydajności oraz długoterminowej stabilności nowych ogniw w rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych. W ciągu kilku najbliższych lat Mercedes-Benz planuje dalszy rozwój technologii oraz wdrożenie jej do produkcji seryjnej, co może zrewolucjonizować rynek pojazdów elektrycznych.

Zobacz: Akumulatory ze stałym elektrolitem – zmienią rynek aut elektrycznych?