электромобиль с твердотельной АКБ «пробежит» 500 – 800 км без подзарядки

Исследовательский центр из Кореи Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) и японское отделение Samsung R&D Institute Japan (SRJ) объявили о создании действующего образца твердотельной аккумуляторной батареи (АКБ). Аккумулятор способен выдержать более 1000 циклов «заряд-разряд», что для этого вида батарей считалось трудно достижимым показателем.

Твердотельные АКБ

Революцию в мире тяговых батарей для транспорта произвели литий-ионные аккумуляторы. По основному показателю — энергоемкости, эти батареи оставили далеко позади кислотные и щелочные источники тока. Именно благодаря литий-ионным АКБ современные электромобили обладают запасом хода 150 – 300 — 400 км. Эти батареи массово производят сегодня многие заводы. Но, по мнению экспертов, литиевые источники тока почти достигли своего совершенства, рост их параметров весьма ограничен, а улучшение технологий позволяет лишь снижать цены на эти батареи. И вот на арену готовятся выйти твердотельные АКБ.

36kr2 - Samsung выводит на арену твердотельные батареи
Упрощенная структура АКБ. Литий-ионной (слева) и твердотельной (справа) / Источник: 36kr

В традиционных литий-ионных источниках тока электроды находятся в среде жидкого электролита, и разделены мембранами сепараторами. В твердотельных батареях между электродами находятся «сухие» пластины электролита, с более тонкими сепараторами. В результате размеры электрической ячейки аккумулятора нового типа становятся меньше литий-ионных.  При одинаковых габаритах «твердые» тяговые АКБ могут накапливать энергии в два раза и более, чем литиевые.

Почему твердотельные АКБ не используются широко?

Ахиллесова пята батарей нового типа – их малый ресурс. Не вдаваясь в тонкости работы этих элементов питания, можно отметить, что при эксплуатации происходит быстрая деградация электродов, с последующим коротким замыканием ячеек, что приводит вначале к снижению емкости батареи, а затем выходу ее из строя. Поисковыми работами по созданию промышленных образцов твердотельных аккумуляторов занимаются во многих исследовательских центрах. Например, в лаборатории твердотельных технологий Fiskers из Лос-Анжелоса. Здесь под руководством Хенрика Фискера, известной личности мирового автопрома, проводятся работы по созданию твердотельного АКБ.

36kr1 - Samsung выводит на арену твердотельные батареи
Х.Фискер и ведущий разработчик в лаборатории твердотельных источников Лос-Анжелос / Источник: 36 kr

Компания Toyota заявила, что летние Олимпийские игры будут обслуживать электромобили их производства, в том числе на твердотельных АКБ. А если вспомнить, что недавно Toyota и Panasonic заключили научно-производственный союз, то можно довольно точно предположить, вопрос создания твердотельных аккумуляторов будет решен этими колоссами автомобильной электроники в ближайшее время.

Заявление корпорации Samsung, тоже говорит о том, что создание промышленного варианта АКБ нового типа, не за горами.

auto.drom 1 - Samsung выводит на арену твердотельные батареи
Сотрудники исследовательского центра Samsung / Источник: drom

Что же дадут твердотельные АКБ автомиру

Вполне реально получить удельную емкость тяговых батарей до 900 Втч/литр. Стоит заметить, что у современных литий-ионных аккумуляторов этот показатель составляет только 300 – 400. Иначе говоря, электромобиль с твердотельной АКБ «пробежит» 500 – 800 км без подзарядки, а если ресурс работы батареи составит 1000 циклов, то срок жизни такого источника будет равен 5 – 7 годам. Очень оптимистичные цифры! Но и проблем хватает. Главная из них — высокая цена перспективных АКБ, она в разы больше стоимости стандартных литий-ионных аккумуляторов. Однако, при развертывании серийного производства, и совершенствовании технологий, цена изделий будет падать, и падать значительно, а удельные параметры расти. Такой же путь в свое время проходили и литий-ионные источники. По данным международного эксперта — агентства Bloomberg за последние десять лет удельная емкость «жидких» источников тока выросла на 300%, а их стоимость за 1 кВтч энергии снизилась в 7 раз. Так что у твердотельных АКБ есть хорошее будущее, а в Китае уже начал работать первый в мире завод по производству «твердых» источников тока.