Американський стартап готує альтернативу твердотільним батареям

Стартап Pure Lithium розробляє батарею, яка за ключовими параметрами перевершує наявні аналоги та до того ж спирається виключно на північноамериканські ланцюги постачання. Причому, це не твердотільний елемент і не конструкція з кремнієвим анодом. Ідеться про літій-залізо-фосфатний (LFP) акумулятор, із якого повністю прибрали графіт, який традиційно використовується в літій-іонних осередках

Нещодавно компанія заявила про вагомий успіх: її літій-металевий елемент витримав 9315 циклів заряду-розряду. Це більш ніж утричі перевищує ресурс стандартної літій-іонної батареї. За даними Pure Lithium, подібних результатів за аналогічних умов тестування ще не показувала жодна інша батарея такого типу

Більшість сучасних акумуляторів жорстко прив’язані до китайського імпорту 

Зараз у Північній Америці прагнуть не лише позбутися цієї залежності, а й вдосконалити самі технології, щоб автомобілі їздили далі, заряджалися швидше та служили довше. Pure Lithium вирішила цю задачу кардинально — повністю відмовилася від графіту, видобуток якого коштує дорого й завдає шкоди довкіллю

Як пояснила генеральна директорка стартапу Емілі Бодуан в інтерв’ю Bloomberg, їх розробка удвічі легша й має вдвічі вищу енергоємність порівняно з тими батареями, що ставлять на машини сьогодні. Головна причина такої ефективності — відсутність того самого графіту. Втім, до серійного випуску ще далеко: зараз компанія будує пілотну лінію в Чикаго та шукає інвесторів і партнерів для комерціалізації

Понад 90% світового графіту переробляється саме в Китаї. Окрім фактору залежності, цей матеріал додає батареї зайвої маси та займає корисний простір, не беручи прямої участі в електрохімічній реакції — він виступає лише носієм для іонів літію. Pure Lithium прибрала графіт, а звільнене місце використала для додаткового енергоємного матеріалу

Для катода розробники обрали LFP-хімію, яку раніше теж контролював Китай, але зараз її виробництво активно локалізують у США. Завдяки цьому акумулятор не потребує дорогих та екологічно «брудних» нікелю, марганцю, кобальту й графіту. І хоча складники з високим вмістом нікелю зазвичай дають більше енергії, Pure Lithium компенсувала цю різницю завдяки оптимізації анодного простору

Рекордні 9000 із гаком циклів вдалося зафіксувати в режимі 1C, за якого акумулятор щогодини повністю заряджався й щогодини розряджався без зупинки. Для елемента це надзвичайно суворе лабораторне випробування, адже в реальному житті батареї рідко зазнають подібних екстремальних навантажень

Зазвичай комерційні елементи з часом помітно втрачають ємність, проте піддослідний зразок практично не деградував. На опублікованому графіку видно, що батарея зберегла майже всю початкову ємність. Цікаво, що тестування переривалося: десь на 6000-му циклі випробування поставили на паузу через переїзд штаб-квартири з Бостона до Чикаго. Елемент чотири місяці пролежав при кімнатній температурі, а після відновлення тестів показав навіть кращу стабільність, ніж до паузи

Невеликі коливання показників на початкових етапах у компанії пояснили відсутністю чіткого контролю температури та збоями живлення в їхній першій бостонській лабораторії

Випробування показують швидкий прогрес 

Ще в січні 2025 року Pure Lithium звітувала про збереження 80% ємності після 2200 циклів у режимі 1C, тобто новий варіант виявився суттєво витривалішим. Щодо енергоємності тестового зразка точних даних немає, але в компанії зазначають: якщо перше покоління їхніх батарей видавало 300 Вт-год/кг, то друге має досягти позначки 425 Вт-год/кг

За словами Бодуан, стартап уже веде переговори з понад 40 компаніями щодо масштабування технології. Інженерам вдалося здешевити процес і розробити ефективний спосіб створення літієвого аноду в один етап за допомогою методів електроосадження

Батарея не є повністю «безанодною» 

Завдяки електроосадженню металевий літій наноситься безпосередньо на мідний струмознімач до потрібної товщини. Тобто анод формується безпосередньо під час виготовлення елемента

Зараз розробники по всьому світу шукають нові хімічні формули — як для локалізації виробництва, так і для технічного прориву. Хтось робить ставку на кремнієві або синтетичні аноди, а американські стартапи намагаються похитнути домінування Китаю власними літій-металевими рішеннями

Конкуренти Pure Lithium — компанії Factorial, Solid Power та QuantumScape — теж створюють літій-металеві елементи без графіту, але йдуть іншим шляхом. Factorial та QuantumScape фокусуються на твердотільних чи напівтвердотільних електролітах, а Solid Power поєднує кремнієвий анод із сульфідним твердим електролітом. Pure Lithium залишила рідкий електроліт, зробивши головний акцент саме на власному способі формування аноду

Фактично зараз галузь випробовує одразу кілька різних сценаріїв того, чим замінити звичний літій-іонний акумулятор. Який із цих підходів вийде з лабораторій у масове виробництво й змінить ринок — покаже час