Как всегда, здоровая доза скептицизма важна, когда речь идет о заявленном «прорыве в аккумуляторах». Такие объявления делаются каждые 2-3 месяца за последнее десятилетие, и редко что-то получается, но, по крайней мере, мы всегда можем рассчитывать на ежегодное инкрементальное улучшение емкости литий-ионных аккумуляторов на 5-8%. Это не «прорыв» и не удвоение емкости, но сумма накапливается.
Теперь настало время для очередного спин-оффа MIT, после ныне несуществующей компании A123 Systems, заявить о создании следующего прорыва в аккумуляторах с литий-металлическим аккумулятором без анода, который может достигать плотности энергии до 500 Вт·ч/кг — примерно вдвое больше емкости современных ячеек, используемых, например, в автомобилях Tesla.
Заявления исходят от SolidEnergy, компании, основанной в 2012 году выпускником MIT и бывшим постдоком Qichao Hu ’07.
Ху объяснил свою концепцию MIT News Office:
Аккумулятор по сути заменяет обычный анодный материал аккумулятора, графит, на очень тонкую, высокоэнергетическую фольгу из литий-металла, которая может удерживать больше ионов — и, следовательно, обеспечивать большую емкость энергии. Химические модификации электролита также делают обычно недолговечные и нестабильные литий-металлические аккумуляторы перезаряжаемыми и более безопасными в использовании. Более того, аккумуляторы производятся с использованием существующего оборудования для производства литий-ионных аккумуляторов, что делает их масштабируемыми.
После первого представления рабочего прототипа в октябре 2015 года SolidEnergy привлекла более 12 миллионов долларов от инвесторов и теперь планирует начать производство для некоторых проектов с дронами, которые действительно могли бы использовать повышенную плотность энергии, и они надеются, что их аккумулятор начнет появляться в потребительской электронике в следующем году.
К 2018 году Ху видит свой аккумулятор в электромобилях:
«Отраслевой стандарт заключается в том, что электромобили должны проезжать не менее 200 миль на одном заряде. Мы можем сделать аккумулятор вдвое меньше и вдвое легче, и он проедет то же расстояние, или мы можем сделать его такого же размера и веса, и теперь он будет проезжать 400 миль на одном заряде.»
Ученый назвал свой прорыв в плотности энергии «своего рода святым Граалем для аккумуляторов».
Основная проблема с литий-металлическими аккумуляторами заключается в том, что они плохо реагируют с электролитом аккумулятора и становятся нестабильными, что снижает долговечность аккумулятора. Ху говорит, что он решил проблему, разработав гибридный электролитный раствор, сочетающий твердое и жидкое состояние:
«Он покрыл фольгу из литий-металла тонким твердым электролитом, который не требует нагрева для работы. Он также создал новый квази-ионный жидкий электролит, который не воспламеняется, и внес дополнительные химические модификации в сепаратор и конструкцию ячейки, чтобы предотвратить негативное взаимодействие с литий-металлом.»
Компания не раскрыла много деталей о батарее, но утверждает, что она теперь обладает «функциями безопасности и долговечности литий-ионных батарей», при этом имея примерно вдвое большую плотность энергии.
Это может быть интересно, но мы также не слышали много о стоимости. Ху говорит, что система масштабируема, но не предоставив цифру стоимости за кВт·ч.