Ha az elektromos autózás jövőjéről beszélünk, hajlamosak vagyunk elveszni a kémiában. Katódok, anódok, lítium és nikkel. Van azonban egy tényező, amelyről sokkal kevesebb szó esik, pedig legalább annyira fontos, mint a cellák összetétele: a belső felépítés és az alkatrészek fizikai tervezése. Az autóiparban jól ismert szabály, hogy a kevesebb néha több. Ezt most a dél-koreai Samsung SDI mutatta meg a leglátványosabban az új PrismStack technológiájával.
A prizmatikus, vagyis szögletes akkumulátorcellák fejlesztése során a mérnökök egy egészen logikus, mégis zseniális irányt választottak. Ahelyett, hogy újabb és újabb bonyolult elemeket zsúfoltak volna a borítás alá, inkább radikális egyszerűsítésbe kezdtek. Elhagyták a felesleges belső alkatrészeket, és átláthatóbbá tették a belső felépítést. Ezzel egyszerre két komoly eredményt is elértek: értékes helyet szabadítottak fel az aktív anyagoknak, és jelentősen csökkentették a belső ellenállást.
A fizika nem hazudik
Gondoljunk az akkumulátorra úgy, mint egy raktárépületre. Ha telezsúfoljuk tartóoszlopokkal és válaszfalakkal (amik az akkunál a szerkezeti elemek és csatlakozók), kevesebb áru fér be. A Samsung SDI mérnökei minimálisra csökkentették ezeket a belső elemeket, a felszabadult helyre pedig több katód- és anódanyagot töltöttek. Az eredmény önmagáért beszél: az InterBattery Awards kiállításon díjnyertes cellájuk elképesztő, 700 Wh/L-es energiasűrűséget produkál. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy egyetlen feltöltéssel akár 800 kilométeres valós hatótávolság is elérhető.
A másik kulcstényező a belső ellenállás. Minden egyes forrasztás, csatlakozás és belső kábel plusz ellenállást, vagyis felesleges hőt jelent. A PrismStack egy úgynevezett „Direct-connect” szerkezetet használ, ahol a külső áramgyűjtő kivezetéseket közvetlenül az elektródafülekhez hegesztik. A kevesebb csatlakozási pont alacsonyabb ellenállást eredményez, így a cella nem melegszik feleslegesen, és sokkal jobban bírja a nagy teljesítményű villámtöltést is, ami ma az autósok egyik legnagyobb elvárása.
A prémiumgyártók már sorban állnak
A piac azonnal reagált a technológiai ugrásra. A BMW és az Audi mellett a legfrissebb nagy partner a Mercedes-Benz. A stuttgarti márka egy több évre szóló szerződést írt alá a Samsunggal. A magas nikkeltartalmú NCM (nikkel-kobalt-mangán) cellákat a Mercedes a jövőbeli kompakt és közepes méretű elektromos SUV-jaiba és kupéiba építi be, mert pont ezt a stabilitást és energiasűrűséget keresték.
Biztonság és a következő lépés
Sok autóst a mai napig az akkumulátortüzektől való félelem tart vissza a villanyautóktól. Ezen a téren nyújtanak nagy segítséget a prizmatikus cellák merev alumínium falai és a cellák tetején elhelyezett okos biztonsági szelepek. Ha a cellán belül gáz vagy túlnyomás keletkezne, a rendszer nem engedi azt felrobbanni: a szelep azonnal kinyit, és a hőt, illetve a gázokat egyetlen, előre meghatározott irányba vezeti el. Ezzel megakadályozható a láncreakció, vagyis a tűz nem terjed át a szomszédos cellákra.
Bár a PrismStack most a csúcs, a Samsung SDI már a következő mérföldkőre készül. A laboratóriumokban már javában tesztelik a SolidStack technológiát, vagyis a szilárdtest-akkumulátorokat. Itt a folyékony elektrolitot szilárd anyagra cseréli a gyártó, amivel az energiasűrűség felugrik 900 Wh/L-re, a teljes feltöltés ideje pedig mindössze 9 percre rövidül. A tömeggyártást a közeljövőre ígérik, de addig is, a PrismStack formájában a jelenlegi piac egyik legstabilabb és leghatékonyabb megoldása áll az autóipar rendelkezésére.