Открытие гибких твердотельных батарей позволяет увеличить плотность энергии на 86% и проехать на зарядке 1 300 миль
Твердотельные батареи постепенно выходят из стадии исследований и переходят в разряд прототипов и малосерийного производства производство линии.
Ряд крупных компаний, таких как CATL, Toyota, Samsung, BYD, Mercedes и другие, определили 2027 год как поворотный момент, когда они выпустят свои первые серийные электромобили с настоящими твердотельными батареями.
Это означает твердый электролит, в отличие от гибридных полутвердых решений в таких автомобилях, как NIO ET7 с 95% твердого и 5% жидкого электролита. Полностью твердотельные батареи, анонсированные на данный момент, имеют плотность энергии около 400 Вт-ч/кг, а теоретический потенциал может достигать 500 Вт-ч/кг. Это более чем в два раза превышает плотность самых популярных LFP-аккумуляторов, которые используются во всех моделях - от массовых EV до популярной электростанции Anker Solix, которую сейчас можно приобрести с более чем 50% скидкой в списке Amazon Prime Big Deal.
Помимо удвоения дальности заряда при той же площади, твердотельные батареи по своей сути более безопасны, поскольку в них меньше реактивных компонентов, чем в батареях с легковоспламеняющимся жидким электролитом. Однако настоящие твердотельные батареи довольно дороги, поскольку электролит приходится сплавлять с электродом под высоким давлением и при высокой температуре, что приводит к ослаблению контакта между слоями и снижает эффективность транспортировки литий-иона.
Это не позволяет твердотельным батареям полностью реализовать свой потенциал, поэтому исследователи-металловеды из Китайской академии наук разработали прорывное решение электролита для твердотельных батарей.
Они убрали "твердое" из твердотельного электролита, создав его на основе гибкого полимера с этокси-группами и активными короткими цепочками серы, предназначенными для повышения ионной проводимости и сплавления с катодом на молекулярном уровне.
Полученный полимерный электролит в композитном катоде не только увеличил плотность энергии твердотельного элемента на внушительные 86% за счет снижения сопротивления переноса, но и может гнуться. На самом деле, гибкая система твердотельных батарей может выдержать 20 000 изгибов, что значительно повышает ее ударопрочность и безопасность по сравнению с обычными сульфидными твердотельными батареями, такими как те, которые Samsung или Toyota готовятся выпустить в продажу в 2027 году.
Такое увеличение плотности энергии, по сути, означает, что Mercedes EQB прототип с настоящей твердотельной батареей, который в настоящее время проходит испытания на дальность хода, сможет проехать более 1 300 миль на одной зарядке. Более того, твердотельная батарея с гибким полимерным электролитом увеличит срок службы и безопасность электромобилей, если ее удастся производить в достаточных масштабах, чтобы снизить производственные затраты до конкурентоспособного уровня.
