-פרסומת-

חברת StoreDot הישראלית מציגה טעינת רכב חשמלי ב-5 דקות, מתכננת להקים מפעל-על בעשור הבא

| יום חמישי, 11 במאי 2017, 16:00 | רכב
סוללות הרכב של סטורדוט (תמונה: Storedot)

סוללות הרכב של סטורדוט (תמונה: Storedot)

חברת הסטארטאפ הישראלית סטורדוט (StoreDot), שמפתחת סוללות בעלות טעינה סופר-מהירה, מתחילה להצטייר כחוד החנית של הדור הבא של הסוללות. החברה הצעירה תציג היום (ה’) הדגמה של טעינת רכב חשמלי מלאה, תוך חמש דקות בלבד. ההדגמה תערך בכנס Cube TechFair המתקיים בימים אלו בברלין שבגרמניה.

הסוללות של StoreDot מבוססות על תרכובות אורגניות קנייניות (עליהן יש לחברה מספר פטנטים רשומים), ואינן מכילות גרפיט, בניגוד לסוללות הליתיום הנפוצות כיום. החברה פרצה לתועדה לפני כשלוש שנים, כשהדגימה סוללת סמארטפון הנטענת במלואה בפרק זמן זעום של כ-30 שניות בלבד.

כיוון שהסוללות של StoreDot אינן מכילות גרפיט, הן אינן חשופות לתהליך הקריסטליזציה – תהליך המתרחש בסוללה מבוססת גרפיט במהלך טעינה מהירה, יוצר דנדריטים ופוגע בקיבולת הסוללה. כיוון שהן אינן חשופות לתהליך מזיק זה, הסוללות של StoreDot מסוגלות להיטען במהירות הבזק (בטכנולוגיה אותה היא מכנה “FlashBattery”) ולהגיע לקיבולת המירבית בתוך חמש דקות בלבד.

הסוללות של StoreDot אינן מגיעות לקצה גבול היכולת שלהן בתוך 5 דקות בלבד – הן מגיעות ל-90% ממגבלת אחסון האנרגיה התאורטית שלהן. עם זאת, StoreDot בחרה “לוותר” על עשרת האחוזים האחרונים של הסוללה – ולא רק כיוון שהם נטענים באופן איטי משמעותית מ-90 אחוזים האחרים.

טעינת עשרת האחוזים האחרונים של הסוללה פוגעת באופן המשמעותי ביותר בסוללה ובאורך החיים שלה. כאשר הסוללה טעונה כמעט במלואה, קיימת הסתברות גבוהה שהיונים בסוללה יכנסו אל תוך המבנה הגבישי התלת-מימדי של האלקטרודה. כשזה קורה, נוצרים סדקים באלקטרודה, היא מתנפחת ואורך החיים של הסוללה מתקצר.

כל סיפורי האימה על הסדקים באלקטרודה מתרחשים אצל StoreDot אך ורק בעשרת האחוזים האחרונים לטעינה, בעוד שבסוללות ליתיום רגילות התופעה מופיעה כבר ב-30 עד 40 אחוזים האחרונים לטעינה. לכן, בחרה StoreDot שלא לנצל את עשרת האחוזים האחרונים הללו, ובכך להגיע לטעינה מלאה (כביכול) בזמן קצר יותר ולהקטין משמעותית את הפגיעה בסוללה. המנהג, אגב, לא שמור רק ל-StoreDot, וגם ברכבים מבית Tesla קיימת הגדרה מומלצת המגבילה את רמת הטעינה המירבית לצורך הארכת חיי הסוללה.

עמדת טעינה מהירה של סוללות רכב מבית סטורדוט (תמונה: Storedot)

עמדת טעינה מהירה של סוללות רכב מבית סטורדוט (תמונה: Storedot)

האם זה אפשרי?

לאחר שהנחנו את קווי הבסיס הכימיים לסוללות של StoreDot, הבה נתעסק בפן היישומי של הטכנולוגיה – היכן שמרבית טכנולוגיות הסוללה נופלות לתהום הנשייה. על מנת לסקור בצורה מקיפה את כל ההיבטים הישומיים, נחלק אותם לארבעה נושאים – קיבולת, עמידות, מחיר ובטיחות.

קיבולת

נכון לרגע זה, קיבולת הסוללה של סוללות StoreDot עומדת על 400 וואט-שעה לליטר. מדובר בקיבולת נאה למדי, שלא נופלת בהרבה משיא של כ-600 וואט-שעה לליטר הנפוץ בסמארטפונים כיום. הצפיפות האנרגטית של סוללות StoreDot עשוייה לעלות עם השיפור בטכנולוגיה, אך כיוון שהן מסוגלות להיטען בזמן כה קצר, הן ככל הנראה תוכלנה להסתפק בקיבולת נמוכה במעט משל סוללות רגילות וליהטען לעתים תכופות יותר.

עמידות

בשוק הסמארטפונים, הסוללות של StoreDot מציגות אורך חיים ועמידות מספקת, ומיישרות קו עם הסטנדרט בתעשייה – 500 מחזורי טעינה עד לירידת הקיבולת ל-80 אחוזים מהקיבולת המקורית. מדובר בעמידות שנותרת זהה בין אין מדובר בטעינה מהירה או בטעינה איטית, מאפיין שלא קיים בסוללות הנפוצות כיום אשר נשחקות מהר יותר ככל שהטעינה מהירה יותר.

בשוק הרכב המצב פחות מזהיר. הסוללות של StoreDot מגיעות ל-800 מחזורי טעינה עד לירידת קיבולת ל-80 אחוזים (ללא הבדל בין טעינה מהירה לאיטית), בעוד שהסטנדרט המקובל בתעשייה עומד על 2000 מחזורים (החלפת סוללה כל שלוש-ארבע שנים).

סוללות הרכב של סטורדוט (תמונה: Storedot)

סוללות הרכב של סטורדוט (תמונה: Storedot)

בשנים הקרובות שואפת StoreDot לעבוד יחד עם יצרניות הרכב הגדולות במטרה לשפר את עמידות הסוללה שלה, ולמנף את יכולותיה, בין היתר על ידי שיפור המערכות ההיקפיות הפועלות לצד הסוללה. דוגמה אחת למערכת כזאת היא מערכת ניהול הסוללה, או BMS באנגלית, שלאופן פעולתה השפעה מורגשת על בלאי הסוללה לאורך הזמן.

מחיר

הדור הראשון של סוללות StoreDot עושה שימוש בחומרים כימיים נדירים למדי, שאינם נפוצים בטבע. בגלל כוחות שוק של היצע וביקוש, מחיר חומרים אלו גבוה, ומחיר הסוללות גבוה בהתאם – הן עולות פי שתיים מסוללות רגילות עבור סמארטפונים. בנוסף, היעדר מצבורים גדולים דיו של החומרים הדרושים בטבע הכתיב תוכנית ייצור מירבית של עשרות מיליוני יחידות בלבד, תוכנית שאינה בת קיימא.

הדור השני של סוללות StoreDot משפר את המצב באופן משמעותי. כל החומרים בהם נעשה שימוש בסוללה מסונתזים באופן מלאכותי במעבדות החברה, ולא נעשה שימוש באף יסוד נדיר. אי לכך ובהתאם לזאת, StoreDot מתכננת לפצוח בייצור תעשייתי ולהוריד את המחירים באופן משמעותי בהתאם (תוכנית זהה לזו של טסלה) – עד שנת 2022, היא מתכננת להציע סוללות במחיר זהה לשל המתחרה הזולה ביותר.

בטיחות

כיוון שהתרכובות האורגניות בהן נעשה שימוש בסוללות StoreDot לא דליקות ודורשות טמפרטורה גבוהה במיוחד על מנת לבעור, הן נחשבות בטוחות יותר לשימוש מאשר סוללות הליתיום-יון הנפוצות כיום ועושות שימוש בגרפיט. בנוסף, כיוון שהסיכון להיווצרות דנדריטים קטן משמעותית, קטן גם הסיכון לפריצת החוצץ בין האנודה לקתודה – תקלה הגורמת לקצר בסוללה ועשויה להוביל להתפוצצותה.

קדימה, לעבודה!

כעת, לאחר שסקרנו את שלל מאפייני הסוללה, נעבור לחלק הפרקטי – ייצור הסוללה והטמעתה בשוק. בחלק זה ניצבים בפני StoreDot שני אתגרים מכובדים במיוחד – הראשון, אתגר הייצור הסדרתי, והשני, אתגר תקני ומחברי הטעינה.

ייצור

StoreDot מגייסת בימים אלו כספים להקמת מפעל-על באסיה, דומה ל-Gigafactory של טסלה. החיפושים אחר המימון למפעל כבר החלו, וגם החיפוש אחר השטח נמצא כעת בעיצומו. מטרת המפעל היא להכניס לייצור סדרתי רחב היקף את הדור השני והזול יותר של הטכנולוגיה של StoreDot, ובכך להוריד באופן משמעותי את עלותה של כל סוללה – להתמקד בהוזלת העלויות בכל אחד משלב הייצור (עליהם יש ל-StoreDot שליטה מלאה), ובו בזמן לשפר בהדרגתיות את הטכנולוגיה.

למפעל של StoreDot יוענק השם Onegiga, מעין פארפרזה על שם המפעל של Tesla, העונה לשם Gigafactory. השם מעיד על היקפי הייצור של המפעל, שמתוכנן לייצר גיגה-וואט-שעה של סוללות בשנה עד שנת 2021. עד שנת 2023 המפעל מתוכנן לייצר 10 גיגה-וואט-שעה של סוללות בשנה – כשכל גיגה-וואט-שעה מספק עד 30,000 רכבים חשמליים.

הגיגה-פקטורי של טסלה (תמונה: Tesla)

הגיגה-פקטורי של טסלה (תמונה: Tesla)

לצורך השוואה, מפעל ה-Gigafactory 1 של Tesla, יצרנית הרכבים החשמליים הגדולה ביותר כיום, מיועד לספק 50 גיגה-וואט-שעה של סוללות בשנה עד שנת 2018, ו-150 גיגה-וואט-שעה בשנה בהיקף ייצור מלא. אף על פי שהיקף הייצור של Tesla גדול משמעותית, חשוב לזכור את יתרון מהירות הטעינה של StoreDot, וגם כי מדובר בטכנולוגיה חדשנית שטרם נוסתה בייצור תעשייתי.

טעינה

נוסף על אתגרי הייצור הכבירים, בפני StoreDot ניצבת בעיה נוספת – בעיית חיבורי הטעינה. מחברי הטעינה כיום, גם עבור טלפונים וגם רכבים, תוכננו במחשבה על סוללות ליתיום-יון מסורתיות בעלות גרפיט. קצב הטעינה המירבי שלהם לא מדגדג את יכולותיהן של סוללות StoreDot.

מטען הרכב המהיר ביותר כיום הוא ה-Supercharger של טסלה, הטוען בקצב 120 קילו-וואט-שעה. לצורך השוואה, טעינת סוללת StoreDot המוטמעת במכונית חשמלית מסוגלת להתבצע בהספק של 400 קילו-וואט-שעה – 233 אחוזים יותר.

מעקב טעינה רנו ZOE (צילום: גאדג'טי)

מעקב טעינה רכב חשמלי רנו ZOE (צילום: גאדג’טי)

גם בסמארטפונים המצב כיום אינו מזהיר – על אף שחיבור ה-USB Type C תומך תאורטית בהספק של עד 100 וואט, המחבר עצמו בסמארטפון תומך בעד 40 וואט בלבד. על מנת לטעון טלפון בחמש דקות, StoreDot דרושה להספק של 150 וואט לפחות.

בימים אלו עובדת StoreDot מול גופי תקינה שונים על מנת לשדרג יחדיו את תקני הטעינה הנפוצים כיום בשוק, ולהתאים אותם להספקים הגבוהים שדורשת טכנולוגיית הטעינה המהירה. מדובר במשימה שדורשת, בין היתר, שדרוג חומרים במחבר, הוספת פינים, הרחבתם, והגדלת עובי כבל הטעינה. האתגר גדול עוד יותר ברכבים – פליטת החום המשמעותית ביותר מתרחשת בחיבור ובכבל, ולכן יש צורך בתכנון מערכות קירור מתקדמות (הסוללה מתחמקת ממגבלות החום בעזרת מנגנוני טעינה בהתנגדות נמוכה במיוחד, אשר פותחו במעבדות StoreDot).

בסופו של דבר, הסוללות של StoreDot ייטענו בזריזות בתחנות דמויות תחנות דלק שיפוזרו ברחבי העיר (בדיוק כמו תחנות ה-Supercharger של טסלה) – התשתית החשמלית לטעינה והמטען עצמו עולים עשרות אלפי דולרים, ולא צפויים להגיע לשימוש ביתי (בבית המשתמשים יאלצו לטעון את רכבם במהירות רגילה).

הטכנולוגיה של StoreDot רוקמת בימים אלו עור וגידים, ועשוייה להביא בעוד שנים ספורות גאווה רבה מאוד לשוק הישראלי. התשתית הטכנולוגית והכימיה כבר מונחות במקומן, והאתגרים המשמעותיים שנותרו הם הייצור וההטמעה במכשירים. כל מה שנותר כעת הוא להמתין בציפייה לעלייתה של ענקית הסוללות הישראלית, בתקווה שתתרומם בהצלחה ותניע את מהפכת רכבי העתיד.

חדש! מעתה ניתן לקבל עדכונים על כתבות בנושאים שמעניינים אתכם דרך פייסבוק מסנג'ר. נסו בעצמכם:
קריאה נוספת
עוד על הכותב
author-image
עדן גוטליב
תלמיד תיכון במגמה מדעית הנדסית. טכנולוגיה זורמת בעורקיי מגיל 9. מתעניין בעיקר בתחום הסלולר והחומרה, עם פינה חמה בלב למעבדים. כשהידיים שלי לא על המקלדת, הן אוחזות בכידון האופניים (או במחשבון).
סלולרי: OnePlus One | מחשב: Apple Macbook Pro
תגובות לכתבה
  • shimon

    יפה ומעניין

  • הכל דיבורים.

גאדג'טי | Gadgety
ניווט באתר
קטגוריות
גאדג'טי
חיפוש כתבות