После быстрой зарядки и интеллектуальных технологий следующим «святым Граалем» новых энергетических транспортных средств являются твердотельные аккумуляторы.

У новых энергетических транспортных средств есть три вечных цели:

Увеличенный запас хода;

Более высокая скорость зарядки;

И еще больше интеллектуальной помощи водителю.

Поскольку скорость зарядки резко возросла с 3С и 5С до 12С, а системы помощи водителю быстро развиваются от изначального подхода, основанного на правилах, к предоставлению лучшего опыта мировой модели, следующим ключевым технологическим прорывом для транспортных средств на новых источниках энергии, скорее всего, станут твердотельные аккумуляторы.

Традиционные литий-ионные аккумуляторы используют жидкие электролиты, что представляет угрозу безопасности, например, возгораемость и взрывоопасность. В полностью твердотельных аккумуляторах используются твердые электролиты вместо жидких, что может значительно повысить безопасность и плотность энергии. Кроме того, они меньше, легче и заряжаются быстрее, чем современные литий-ионные аккумуляторы, а также обеспечивают более высокую выходную мощность и более длительный срок службы.

Отечественная и международная автомобильная промышленность вложила значительные средства в эту технологию, однако существенного технологического прорыва не произошло, а сроки массового производства неоднократно переносились с 2025 на 2026 год, а затем на 2027 год.

Однако два недавних прорыва группы китайских ученых могут позволить нам начать использовать твердотельные батареи раньше.

7 октября группа Хуана Сюэцзе из Китайской академии наук опубликовала в журнале Nature Sustainability свою последнюю статью об исследовании полностью твердотельных аккумуляторов.

В ходе исследования было установлено, что после выноса из лабораторных условий емкость мягкой батареи по-прежнему превышала 70% после 300 циклов и выдерживала ток зарядки и разрядки 5С.

С другой стороны, исследовательская группа Института исследований металлов Китайской академии наук также добилась значительного снижения импеданса интерфейса и эффективности передачи ионов твердотельных аккумуляторов, а соответствующие результаты были опубликованы в журнале Advanced Materials.

Разработанная командой интегрированная гибкая батарея продемонстрировала незначительное снижение производительности после 20 000 повторных изгибов. Более того, плотность энергии композитного положительного электрода увеличилась примерно на 86%.

Иностранные автомобильные компании также вложили в это огромные средства.

С 2021 года Toyota сотрудничает с японской горнодобывающей компанией Sumitomo Metal Mining с целью разработки катодных материалов, необходимых для твердотельных аккумуляторов, и недавно они подписали новое соглашение об ускорении крупномасштабного производства этих катодных материалов.

Toyota ранее заявляла, что первое поколение твердотельных аккумуляторов, выпуск которых ожидается в 2027–2028 годах, будет иметь запас хода около 1000 километров и возможность зарядки с 10% до 80% за 10 минут. Запас хода второго поколения составит более 1200 километров.

Помимо Toyota, в твердотельные технологии активно инвестируют и уже начали испытания прототипов компании BMW, Honda, Stellantis и Mercedes.

Однако твердотельным аккумуляторам ещё предстоит пройти долгий путь от научных исследований и лабораторий до настоящего массового коммерческого производства. Возможно, раньше мы сможем использовать полутвердотельные и квазитвердотельные аккумуляторы.

В настоящее время единственная доступная на рынке модель автомобиля с полутвердотельным аккумулятором — это SAIC MG4. Стоимость составляет 102 800 юаней. Автомобиль оснащен литий-железо-фосфатным полутвердотельным аккумулятором производства Qingtao Power. Емкость аккумулятора составляет 53,95 градуса, запас хода — 530 км, а расход энергии на 100 км — 11,9 кВт⋅ч.

Компания Honeycomb Energy, производитель аккумуляторов, также завершила строительство своей первой линии по производству полутвердых аккумуляторов мощностью 2,3 ГВт·ч и готова начать производство аккумуляторов класса C в этом году. Компания будет поставлять полутвердые аккумуляторы для следующего поколения моделей BMW MINI. Массовое производство планируется на конец 2026 года, годовой объём поставок превысит 2 ГВт·ч.

В мае компания Guoxuan High-tech анонсировала собственную квазитвердотельную батарею G Yuan с плотностью энергии 300 Вт⋅ч/кг, которая может обеспечить запас хода более 1000 километров для электромобилей.

Благодаря твердотельной конструкции его характеристики безопасности значительно улучшены. В ходе строгих испытаний на прокол стальной иглой диаметром 3 мм он продемонстрировал отсутствие возгорания и взрыва и стабильно работает на протяжении всего срока службы.

Однако гигант в области аккумуляторных батарей CATL предпочитает путь натрий-ионных аккумуляторов. В апреле этого года они выпустили новый бренд аккумуляторов NaXin, выведя свои натрий-ионные аккумуляторы за рамки лабораторных исследований и готовясь к их массовому коммерческому производству.

Натрий-ионный аккумулятор CATL сохраняет энергоэффективность более 90% даже при температуре -40°C, увеличивая при этом плотность энергии до 175 Вт⋅ч на килограмм. Он также поддерживает пиковый ток зарядки 5С и запас хода 500 километров. Он не выделяет дыма и нечувствителен к проколам иглой, а также не воспламеняется и не взрывается при распиливании.

Больше всего, конечно, волнуются автомобильные компании. Chery планирует начать эксплуатацию твердотельных аккумуляторов с плотностью энергии 600 Вт⋅ч/кг в 2026 году, а массовое производство полностью твердотельных аккумуляторов — в 2027 году.

Changan Automobile рассчитывает достичь проверки установки твердотельных аккумуляторов в 2026 году и начать постепенное массовое производство полностью твердотельных аккумуляторов в 2027 году.

GAC планирует начать массовое производство полностью твердотельных аккумуляторов на базе своей модели Haobo в 2026 году.

Компания Dongfeng Yipai еще в прошлом году запустила в Ухане мелкосерийную линию по производству твердотельных аккумуляторов и планирует в следующем году запустить мелкосерийное опытное производство.

Возможно, новые энергетические транспортные средства находятся накануне очередного ключевого технологического поворотного момента.

В ближайшие три-пять лет твердотельные аккумуляторы, вероятно, станут «следующим полем битвы» в конкурентной борьбе за новые источники энергии. Тот, кто первым сможет реализовать безопасное, массовое и недорогое решение, захватит инициативу в отрасли новой энергетики.

#Приглашаем вас следить за официальным публичным аккаунтом WeChat проекта iFaner: iFaner (WeChat ID: ifanr), где в ближайшее время вам будет представлен еще более интересный контент.

iFanr | Исходная ссылка · Просмотреть комментарии · Sina Weibo