Твердотельные аккумуляторы могут стать ключом к увеличению запаса хода, ускорению зарядки и общей эффективности электромобилей. После ряда прорывов ученые в Китае преодолели несколько препятствий, мешавших выходу на рынок новой аккумуляторной технологии для электромобилей.
Китай продвигает твердотельные аккумуляторы для электромобилей
Автопроизводители, стартапы, производители аккумуляторов и множество других компаний по всему миру соревнуются в создании электромобилей нового поколения.
Несмотря на то, что они показали многообещающие результаты в лабораторных испытаниях и даже на небольших, нишевых рынках, массовое производство твердотельных аккумуляторов для электромобилей оказалось непростой задачей.
Твердотельные аккумуляторы заменяют жидкий электролит, используемый в современных литий-ионных батареях, твердым. Некоторые компании уже используют твердотельные аккумуляторы с небольшим количеством электролита.
Одним из главных препятствий на пути твердотельных аккумуляторов является поиск подходящего электролитного раствора, который обеспечивает превосходную проводимость и не трескается и не ломается.
Часто используемые твердые электролиты на основе сульфидов тверды и хрупки, что затрудняет их соединение и приводит к плохой проводимости. К тому же, необходимо находить эти материалы и производить их в массовых масштабах, что само по себе дорого.
В Китае ученые, университеты и другие исследователи объединили усилия для развития твердотельных аккумуляторов для электромобилей в стране.
Согласно отчету China Central Television (CCTV) от 16 октября, ученые добились трех прорывов, которые могут стать ключом к разблокировке технологии аккумуляторов нового поколения.
Первый, «специальный клей» или йодидные ионы, был разработан Институтом физики Китайской академии наук и другими исследователями.
Во время работы аккумулятора йодидные ионы действуют как «регулировщики движения», следуя за электрическим полем к границе раздела электрода и электролита. Они активно притягивают ионы лития, заполняя пробелы и обеспечивая лучшее соединение.
Второй прорыв, «гибкая трансформация», был достигнут Институтом металловедения Китайской академии наук.
Ученые создали «каркас» для электролита из полимерных материалов. Согласно отчету, новый материал может быть «согнут 20 000 раз и скручен без разрыва». Он также содержит небольшие химические компоненты, ускоряющие движение ионов лития, а другие «захватывают» больше ионов лития, что, по утверждениям отчета, может увеличить емкость аккумулятора на 86%.
Третий, «фторное усиление», был разработан Университетом Цинхуа. Исследователи использовали фторированные полиэфирные материалы для создания «экрана» на поверхности электролита.
Сообщается, что технология прошла испытания на прокол иглой и была помещена в тестовую камеру с температурой более 120°C (248°F).
Как утверждает CCTV, эти прорывы могут позволить аккумуляторной батарее весом 100 кг обеспечить запас хода более 1000 км (620 миль).
Мнение Electrek
Китай уже доминирует на мировом рынке аккумуляторов для электромобилей, при этом CATL и BYD занимают более половины продаж. Новые разработки могут помочь ему оставаться на шаг впереди остального мира.
SAIC MG уже выпустил то, что он называет «первым в мире серийным полутвердотельным» электромобилем — новый MG4, на автосалоне в Чэнду в августе.
Однако и другие компании также быстро развивают эту новую аккумуляторную технологию. Mercedes-Benz объявил, что в прошлом месяце проехал на модифицированном EQS, оснащенном твердотельными аккумуляторами, 1205 км (750 миль) на одной зарядке.
После заключения нового партнерства с Sumitomo Metal Mining Co. для массового производства катодных материалов ранее в этом месяце, Toyota заявила, что стремится «достичь первого в мире практического применения твердотельных аккумуляторов в BEV». Toyota планирует выпустить свой первый электромобиль на твердотельных аккумуляторах в 2027 или 2028 году.
CATL и BYD планируют представить твердотельные аккумуляторы примерно к 2027 году, а массовое производство начнется примерно к концу десятилетия.
Источник: CarNewsChina, CCTV