Твердотельные батареи: Какие компании находятся на стартовой линии?

Твердотельные батареи - большая надежда автопроизводителей, поскольку они решают сразу несколько проблем. Насколько они близки к рыночной зрелости?

Твердотельная батарея обещает значительно больший запас хода для электромобилей, гораздо меньшее время зарядки и большую безопасность. Все больше и больше компаний работают над тем, чтобы подготовить новую батарею к серийному производству. Какие компании находятся на старте, а какие уже сдаются? Обзор.

Обзор производства твердотельных батарей

• QuantumScape: пилотное производство неизбежно
• Solid Power: конвертируемая твердотельная архитектура
• Toyota: прототип в этом году?
• Blue Solutions: пионер в области твердотельных батарей для электробусов
• Factorial Energy: первый твердотельный элемент, работающий при комнатной температуре
• ProLogium и VinFast: электромобили с твердотельными батареями с 2023 года
• SolidEnergy Systems (SES): пока нет твердотельных батарей
• CATL и Fisker: "Твердотельным батареям еще нужны годы"
• Заключение

QuantumScape: пилотное производство неизбежно

Американская компания Quantumscape работает над созданием литий-металлических твердотельных батарей. Согласно собственной информации, Quantumscape удалось оптимизировать батарею таким образом, что она отвечает всем требованиям автомобильной промышленности: Она обладает высокой плотностью энергии, быстро заряжается, безопасна, имеет длительный срок службы и реалистичную рабочую температуру. Самая большая проблема с твердотельными батареями заключается в том, что они не выдерживают достаточного количества циклов зарядки. Компания Quantumscape утверждает, что решает эту проблему с помощью керамического сепаратора.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Важнейшим партнером Quantumscape является Volkswagen. Автопроизводитель строит свою электрическую стратегию в основном на твердотельных батареях и на данный момент инвестировал в Quantumscape 300 миллионов долларов США. VW также уже успешно протестировал первые аккумуляторные элементы стартапа в своих собственных лабораториях. Согласованные технические этапы были достигнуты, о чем VW объявил в апреле.

В настоящее время компания Quantumscape строит первую пилотную установку QS-0 для твердотельных элементов в своей штаб-квартире в Сан-Хосе, Калифорния. После этого компания планирует построить еще один, более крупный экспериментальный завод совместно с VW, который будет называться QS-1. Для этого, в частности, обсуждается площадка VW в Зальцгиттере. Производственная мощность QS-1 составит один гигаватт-час.

Solid Power: конвертируемая твердотельная архитектура

Solid Power, производитель батарей из Колорадо, разрабатывает твердотельную архитектуру для различных химикатов элементов питания и получает финансовую поддержку от BMW и Ford. Платформа Solid Power позволяет создавать различные конструкции батарей. При этом затраты на материал активного катода должны быть снижены на 90 %. В основе лежит твердый электролит на основе сульфида, который можно комбинировать с различными анодами. Возможны металлические литиевые аноды или аноды с высоким содержанием кремния. Используются стандартные и коммерчески зрелые катоды, включая литий-никель-марганец-кобальт-оксид (NMC).

Компания Solid Power утверждает, что она также может использовать недорогие катоды с высоким удельным преобразованием энергии, которые не подходят для химического состава ячеек с жидким электролитом. В сочетании с металлическим литиевым анодом катод в этом случае обходится без кобальта и никеля, что объясняет высокую экономию в 90 процентов.

Solid Power планирует предоставить своим партнерам BMW и Ford твердотельные батареи емкостью 100 ампер-часов для первоначальных проверочных испытаний в начале 2022 года. Основным преимуществом технологии является то, что батареи можно производить на существующих производственных мощностях.

Toyota: прототип в этом году?

Toyota, наоборот, идет другим путем, нежели ее конкуренты, и работает над созданием собственной твердотельной батареи. Японцы хотят первыми представить батарею, готовую к серийному производству. Они анонсировали твердотельную батарею для дальности хода 500 километров, которую можно зарядить за десять минут. Прототип был анонсирован на этот год, он должен быть готов к Олимпийским играм. Пока никаких новых анонсов нет, поэтому остается неизвестным, покажет ли Toyota прототип в этом году.

Blue Solutions: пионер в области твердотельных батарей для электробусов

Малоизвестной является единственная компания, которая фактически уже производит и продает твердотельные батареи, а именно дочерняя компания Bolloré - Blue Solutions. Она поставляет твердотельные батареи для электробуса Mercedes eCitaro и собственного автобуса "BlueBus". В основе батарей лежит твердый электролит и металлический литиевый анод. Катод очень похож на стандартные катоды в литий-ионных батареях, но изготовлен из фосфата железа вместо никель-марганец-кобальтового оксида (NMC).

Компания Blue Solutions потратила более 20 лет на исследования своих твердотельных батарей и несколько лет назад вывела технологию на коммерческую основу. Единственная загвоздка с батарейками: Они работают только при температуре от 50 до 80 градусов Цельсия. Поэтому они не подходят для использования в электромобилях, так как их необходимо разогревать перед каждым использованием. С другой стороны, для городских электробусов или других транспортных средств, используемых постоянно, они подходят идеально. Твердотельные батареи Blue Solutions имеют плотность энергии 250 Вт-ч/кг и выдерживают 4 000 циклов зарядки без потери емкости.

Factorial Energy: первый твердотельный элемент, работающий при комнатной температуре

Американский производитель Factorial Energy недавно сообщил, что ему удалось изготовить твердотельный элемент емкостью 40 Ач, работающий при комнатной температуре. Согласно отчету, при температуре 25 °C был достигнут показатель сохранения емкости 97,3 % после 675 циклов. В настоящее время утверждается, что гравиметрическая плотность энергии элементов достигает 350 Вт-ч/кг, а объемная плотность энергии - 770 Вт-ч/л.

В пользу Factorial Energy говорит то, что Джо Тейлор, бывший генеральный директор Panasonic North America, занимает там руководящую должность. Кроме того, в консультативный совет входит бывший руководитель Daimler Дитер Цетше. "Мы тесно сотрудничаем с нашими ведущими мировыми стратегическими партнерами, чтобы вывести эту технологию на рынок электромобилей", - заявила компания Factorial Energy.

ProLogium и VinFast: электромобили с твердотельными батареями с 2023 года

Тайваньский производитель аккумуляторных элементов ProLogium, напротив, утверждает, что он уже там. Компания утверждает, что разработала первый и единственный в мире твердотельный аккумулятор, готовый к серийному производству. Они будут устанавливаться в электромобили вьетнамского производителя VinFast с 2023 года. Пока неясно, будут ли эти планы реализованы в заявленном виде.

SolidEnergy Systems (SES): пока нет твердотельных батарей

SolidEnergy Systems, или сокращенно SES, - это стартап по производству аккумуляторов, базирующийся в Сингапуре. Первоначально SES хотела разработать литий-металлическую твердотельную батарею, но теперь изменила свою стратегию. Батарея SES - это литий-металлическая батарея, которая, по словам стартапа, гораздо практичнее и мощнее, чем существующие твердотельные альтернативы. Она обещает плотность энергии 400 Вт-ч/кг и время зарядки 15 минут. Среди партнеров SES - Hyundai и General Motors.

CATL и Fisker: "Твердотельным батареям еще нужны годы"

С точки зрения китайского производителя батарей CATL, в ближайшее время твердотельные батареи не будут готовы к серийному производству. CATL работает над технологией уже несколько лет и утверждает, что может производить образцы твердотельных батарей. Однако для массового производства останутся нерешенные проблемы. CATL заявила, что производство настоящей твердотельной батареи и доведение ее до коммерческого использования является принципиально очень сложной задачей. До массового производства твердотельных батарей еще много лет.

К такому же выводу пришел и производитель автомобилей Fisker Inc, который планировал спортивный автомобиль с твердотельной батареей. Между тем, компания Fisker отказалась от этих планов после нескольких лет собственных разработок и предполагает, что батареи этого типа появятся на рынке не раньше середины десятилетия. Генеральный директор компании Fisker Хенрик Фискер сказал: "Это такая технология, когда вы чувствуете, что уже на 90 % достигли цели. Пока не поймешь, что последние 10 % гораздо труднее, чем первые 90".

Заключение

Хотя многие компании занимаются разработкой твердотельных технологий, Blue Solutions является единственным производителем, который уже выпустил на рынок твердотельную батарею. Quantumscape кажется наиболее близким к массовому производству электромобиля. Что касается остальных производителей, то пока неясно, как будут развиваться события и удастся ли реализовать заявленные планы. опубликовано econet.ru по материалам energyload.eu

Лучшие публикации в Telegram-канале Econet.ru. Подписывайтесь!

Подписывайтесь на наш youtube канал!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet