Toyota och batterier

Toyota har länge tryckt på att nyckeln till elbilar är batterier och batteriproduktion. Dock har Tesla och andra elbilstillverkare lyckats med att tillverka hundratusentals elbilar. Varför har inte Toyota lyckats? Samtidigt som Toyota är i framkant när det gäller allt inom ’automotive’ gör de heller ingenting förhastat. De dominerar HEV-marknaden och har samtidigt har de halkat efter när det gäller BEV. Det finns alltid något nytt att presentera kring Toyota när det kommer till batterier. Ifjol rapporterade omEV bl.a. om läget kring Toyotas samarbetet med kinesiska CATL och JV:t med Panasonic. Idag kommer då nästa uppdatering.

Fler HEV gör mer än få BEV? – Toyota har över 60 % av HEV-marknaden

Toyota hade 2019 över 60 % av marknaden när det kommer till HEVs [1]. Allt började med NiMH-batterier och Li-jonbatterierna finns framför allt i laddhybriderna. För HEV är NiMH-batteriet väl anpassat till Toyotas behov och för Toyota en mer ekonomisk fördelaktig teknologi än Li-jonbatterierna med tanke på att de utvecklat NiMH-batterierna under åtminstone 25 år.

Lite krasst kan man säga att Toyota fördelar antalet kWh på många, många bilar i HEVs. De har sedan Prius-lanseringen 1997 till april 2020 tillverkat över 15 miljoner HEVs [2]. Det närmsta Toyota kommer till BEV är RAV4 EV, som gjordes ihop med Tesla, och Toyota Prius Plug-in Hybrid (som även kallas Prius PHV eller Prius Prime (i USA)).

Inom kort kommer Toyota presentera en ny BEV vid bilmässan i Shanghai senare i april och mycket talar för att det är en bil i BZ-serien (BZ står för beyond zero) [3]. Och detta blir den första av de BEV som Toyota ämnar lansera fram till 2025 och mycket troligt är det den nya plattformen som gäller – Toyota New Global Architecture (TNGA, eller e-TNGA för elfordon) [4]. Under 2021 kommer Toyota även att presentera tre nya PHEV i USA [5]. Toyota har även planer på att från 2025 årligen tillverka 5,5 miljoner EV (red.anm: HEV, PHEV och BEV) [6].

Toyota vill vara först med fastfas-batterier

I Japan kommer med stor sannolikhet bensinmotorer förbjudas från mitten av 2030-talet, men HEVs är ok [7]. Toyota måste bestämma väg framåt för den viktiga inhemska marknaden: HEV, BEV och/eller bränsleceller. Batterifrågan blir central. Det tog dock lång tid innan Toyota lanserade en bil med Li-jonbatterier; de ansåg att teknologin inte var mogen. Om de nu vågar ta steget in i fastfas-batterier (”solid-state Li batteries”) torde det tyda på att mycket jobb ligger bakom både i forskningslabbet och med rullande fordon på väg. I december ifjol presenterade Toyota en del framtidsplaner kring BEV [8]. Man hoppas bli den första fordonstillverkaren som lanserar en BEV med fastfasbatterier. Toyota tror att fastfastbatterierna kommer att möjliggöra en fördubbling i räckvidd jämfört med Li-jonbatterier, samt att full laddning kan ske på tio minuter. Japanska leverantörskedjan verkar haka på. Till exempel bygger Mitsui Mining and Smelting en pilotanläggning för att tillverka tonvis av elektrolyt till cellerna [9]. Elektrolyten är med största sannolikhet av argyrodit-typ (dvs. en keramisk variant av fastfas-batterier) [10], med den kemiska sammansättningen Li6PS5X och där X är klor, brom eller jod. Materialet har hög jonledningsförmåga, men är tyvärr känsligt för luft, vilket skapar utmaningar vid celltillverkning [11].

Även om Toyota inte pratar om sin egen utveckling av fastfas-batterier så händer det annat kring fastfas-batterier. Volkswagen, Bill Gates, Conti, m.fl. har investerat i amerikanska QuantumScape (länk) – ett bolag som även de utvecklar fastfas-batterier med en keramisk elektrolyt, dock en oxid [11]. Fastfas-batteriet som QuantumSpace utvecklar är ett anod-fritt koncept, som du t.ex. kan läsa mer om här.

Panasonic – Toyota eller Tesla?

För drygt två år sedan kom nyheten att Toyota bildar ett JV med Panasonic för att tillverka prismatiska fastfas-battericeller till elfordon [12]. Toyota äger 51 % av företaget Planet Energy & Solutions, som nu är i gång. För Toyotas del finns det klara fördelar med detta JV när det kommer till ökat fokus på BEV för att möta inhemska elektrifieringskrav, men även att slå sig in på den globala marknaden med BEVs, inte minst i Kina med de hårda NEV-kraven. Och om Toyota ska klara att tillverka alla de EVs som man tänker sig gäller det att inte komma efter med att säkra tillgången på batterier på ett ekonomiskt fördelaktigt sätt.

Genom att dela utvecklingskostnaderna med Panasonic, kommer även Toyota kunna påverka kostnaderna så väl som leveranser, men även hur deras samarbetspartners som Mazda och Suzuki kan få tillgång till celler. Toyota äger ca. 25 % av underleverantören Denso, och det kan öppna försäljning till fler aktörer världen över [13].

Panasonic å andra sidan har även de en del att vinna på samarbetet med Toyota. Även om Panasonic är en av världens största tillverkare av battericeller till elbilar så hårdnar konkurrensen med de kinesiska och sydkoreanska tillverkarna, vilka levererar till många stora OEM:er. Och med satsningarna i JV:t kan Panasonic knyta både Tesla och Toyota till sig, särskilt om Tesla ämnar göra slag i saken och tillverka egna celler, samt Teslas samarbete med CATL och LG Energy Solutions i framför allt Kina.

Egna kommentarer

Det finns de som säger att tack vare att Toyota har så stor erfarenhet av NiMH-batterier från HEV så är steget inte långt till BEVs… men så enkelt är det inte. Toyota sliter hårt med att förstå Li-jonbatterier och nu även fastfas-batterier – inte mycket som är gemensamt med ett NiMH-batteri.

Toyota vill vara först med fastfas-batterier i BEVs. Tyvärr är de inte det. Bolloré har tillverkat BEVs med fastfas-batterier i många år. Dock menar nog Toyota att de kan bli först med fastfas-batterier baserade på keramiska elektrolyter. Detta förtydligande är viktigt – polymerbaserade och kerambaserade är inte samma sak.

Ska bli intressant att följa hur samarbetet med Panasonic utvecklar sig. Och hur påverkar detta samarbetet Panasonic-Tesla?

[1] High Voltage Hybrid Cars, Buses and Trucks 2021-2041 (länk)

[2] Toyota passes 15 million hybrid electric vehicles global sales (länk)

[3] New Toyota ‘BZ’ electric SUV to be revealed at 2021 Shanghai Motor Show (länk)

[4] Toyota outlines e-TNGA product lineup (länk)

[5] Toyota to launch 3 plug-ins in the USA this year (länk)

[6] Toyota’s annual global electrified vehicles sales could reach 5.5 million by 2025 – executive (länk)

[7] Japan may ban sale of new gasoline-powered vehicles in mid-2030s: media (länk)

[8] Toyota’s game-changing solid-state battery en route for 2021 debut (länk)

[9] Toyota EV with solid-state batteries: 10 minute full charge, prototype reportedly due in 2021 (länk)

[10] High Performance Solid Electrolyte for Next-Generation Lithium Battery Developed (länk)

[11] Review on solid electrolytes for all-solid-state lithium-ion batteries (länk)

[12] Toyota and Panasonic Agree to Establish Joint Venture Related to Automotive Prismatic Batteries (länk)

[13] State of Shareholders (länk)