Технология гибридных литиевых сплавов превосходит по плотности энергии твердотельные батареи: Gangfeng начинает массовое производство элементов

Компания Ganfeng Lithium, крупнейший в мире поставщик металлического лития, сумела создать батарею с 95% твердым электролитом, плотность энергии которой превышает плотность энергии первого поколения твердотельных батарей, объявленных такими компаниями, как Toyota или Samsung.

Компания Gangfeng поставляет почти половину мирового объема лития и занимает 70% местного китайского рынка. Она постоянно экспериментирует с новыми областями применения, сплавами электродов и смесями электролитов.

Рекордная плотность энергии твердо-жидкостных батарей

Благодаря использованию инновационного литиевого сплава компании Gangfeng удалось наладить массовое производство первых аккумуляторных элементов с 95% твердофазным электролитом, которые имеют плотность энергии 650 Вт-ч/кг. Для сравнения, Toyota, Samsung и другие компании готовятся запустить коммерческие твердотельные батареи в 2027 году с плотностью энергии 500 Вт-ч/кг, что ранее считалось теоретическим пределом этой технологии.

Сам по себе твердотельный электролит не является волшебной пулей для достижения высокой плотности энергии, утверждает Гангфенг. Самая распространенная технология на основе сульфидов имеет вдвое большую плотность, чем нынешние батареи EV, но при повышении плотности все равно могут образовываться дендриты. В новой батарее емкостью 650 Вт-ч/кг компания оставила небольшую часть электролита в жидком состоянии, чтобы обеспечить контроль затрат и совместимость с существующими производственными линиями, сосредоточив при этом свои усилия на сплавах Li-электродов, которые позволяют достичь более высокой энергоемкости:

При приготовлении литиевых сплавов необходимо преодолеть несколько серьезных проблем: литий имеет низкую плотность, и легирующие элементы склонны к осаждению, что приводит к сегрегации состава, которая в тяжелых случаях может образовать твердую вторую фазу, способную пробить сепаратор или вызвать технологические трещины; температура плавления сплава выше, что делает процесс плавления более сложным для контроля. Благодаря усовершенствованию оборудования и процесса, мы добились равномерного легирования и неожиданно улучшили механические свойства - прочность на разрыв, твердость и модуль Юнга сплава превосходят показатели чистого лития, что значительно решает проблему разрушения полос при обработке и повышает стабильность производства.

В результате сплав Li, из которого изготовлены электроды новой батареи емкостью 650 Вт-ч/кг, демонстрирует критическую плотность тока (CCD) 50 мА/см² при скорости осаждения 1 мА-ч/см². При типичных условиях производства, когда скорость осаждения составляет 3 мАч/см², ПЗС держится выше 10 мА/см² и даже может достигать 12,6 мА/см², так что аккумулятор можно заряжать со скоростью 3C за 20 минут.

Согласно первому стандарту производительности и классификации твердотельных батарей стандартутакая батарея все еще подпадает под категорию гибридных твердо-жидких, поскольку в ней все еще есть жидкий электролит. Однако по плотности энергии твердотельные аккумуляторы все равно превосходят все остальные, кроме тех, что находятся на уровне прототип стадии.По мнению CATL,технология гибридных твердо-жидкостных батарей является хорошим промежуточным решением , пока производители работают над снижением стоимости и увеличением срока службы твердотельных батарей.

Батарея Gangfeng емкостью 650 Вт-ч/кг с гибридным твердо-жидким электролитом сначала будет использоваться в таких приложениях, как беспилотники или человекоподобные роботы, где плотность энергии имеет первостепенное значение, а затем, в конечном счете, в автомобилях EV. Партнер Volkswagen в Китае, компания FAW Group, недавно объявила, что она тестирует электрический седан с твердожидкостной аккумуляторной технологией, которая обеспечивает плотность энергии 500 Вт-ч/кг, так что путь гибридных электролитов с каждым днем становится все более жизнеспособным.

Приобретите твердотельное магнитное зарядное устройство для iPhone XIU емкостью 5000 мАч на Amazon