Новий прорив у технологіях готовий змінити ринок електрокарів уже зараз

Твердотільні акумулятори для електромобілів уже кілька років поспіль залишаються головною темою автомобільних новин, проте більшість великих автоконцернів не очікує на їхню появу в серійному виробництві раніше кінця цього десятиліття. Водночас розробники елементів живлення переконані, що першими революцію на ринку влаштують зовсім інші технології. Йдеться про суттєво вдосконалені версії нинішніх літій-іонних батарей, у яких замість звичного матеріалу в аноді використовують кремній. Курт Келті, віцепрезидент концерну General Motors з питань акумуляторів та сталого розвитку, під час профільної конференції у Сан-Франциско відверто заявив, що саме кремній є наступним логічним кроком у розвитку анодних технологій, і компанія робить на це серйозну ставку

Головна мета інженерів залишається незмінною: змусити електромобілі їздити довше, заряджатися швидше та бути безпечнішими 

У цій схемі анод є критично важливим компонентом, адже він накопичує іони під час підзарядки та вивільняє їх під час руху. Зараз майже всі аноди у світі виготовляють із графіту. Проте його видобуток коштує дорого та сильно шкодить довкіллю, до того ж понад 90% світової переробки цього матеріалу контролює Китай. Виробники трималися за графіт лише тому, що він гарантує стабільність і хорошу енергоємність. Однак якщо зменшити його частку та додати в анод кремній, характеристики акумулятора зростають у рази. Повністю відмовитися від графіту поки не можна, адже він стримує розбухання кремнію при нагріванні, але процес переходу на нову хімію вже запущено. Кремнієві аноди вже успішно працюють у топових смартфонах, а тепер цю технологію адаптують під потреби автопрому. У GM підтверджують, що в найближчі роки планують додавати кремній у свої батареї в дедалі більших пропорціях

Хоча в General Motors поки не розкривають точних технічних характеристик своїх майбутніх моделей, профільні акумуляторні стартапи вже наочно продемонстрували переваги кремнію. Наприклад, каліфорнійська компанія Amprius Technologies стверджує, що електрокар, який на звичайній батареї проїжджає 500 кілометрів, з їхнім кремнієвим анодом зможе подолати рекордні 925 кілометрів. Інший американський стартап, Sila, запевняє, що використання кремнію дозволяє збільшити запас ходу на 20% без зміни фізичних розмірів та маси самого акумуляторного блока

Найпривабливішим у кремнієвій технології є те, що вона, на відміну від далеких твердотільних проєктів, доступна вже сьогодні. Подібні акумулятори вже випускаються серійно для ексклюзивних машин. Зокрема, знаменитий трековий гіперкар McMurtry Spéirling, який вразив публіку рекордом на Фестивалі швидкості в Гудвуді, працює на елементах тайванської компанії Molicel із кремнієвими анодами від Group14. Це забезпечує божевільну потужність, дозволяючи машині розганятися до сотні за неймовірні 1,55 секунди. Німецький Mercedes-Benz також використав аноди з високим вмістом кремнію у своєму новому спорткарі AMG GT. Завдяки цьому автомобіль демонструє феноменальну швидкість зарядки: від 10% до 80% усього за 11 хвилин при піковій потужності станції у 600 кВт

Тепер головне завдання для індустрії — перетворити цю технологію з екзотики на масовий продукт, знизити собівартість елементів і почати ставити їх у доступні народні електромобілі. І робота над цим уже кипить. Американський завод компанії Sila у штаті Вашингтон уже працює і здатний забезпечувати анодними матеріалами до 50 тисяч машин на рік. Стартап уже підписав довгострокові контракти з Mercedes-Benz та корпорацією Panasonic, яка є ключовим постачальником для Tesla. За потреби потужності цього підприємства можна оперативно розширити до обсягів, достатніх для випуску 2,5 мільйона електрокарів щорічно. Водночас компанія Group14 розгорнула масштабне виробництво кремнієвих матеріалів у Південній Кореї, взявши під повний контроль спільний завод із SK Inc., що дозволяє забезпечити компонентами понад 100 тисяч автівок на рік

Попри очевидні переваги кремнію, у General Motors наголошують, що не збираються відмовлятися від інших перспективних напрямків і планують розвивати кілька технологій одночасно під різні завдання. Наприклад, для великих рамних позашляховиків і пікапів бренд готує більш доступну літій-марганцеву батарею, реліз якої заплановано на 2028 рік. Для більшості поточних моделей GM використовує акумулятори з високим вмістом нікелю, для бюджетного Chevy Bolt обрали літій-залізо-фосфатні (LFP) елементи, а нещодавно компанія анонсувала розробку натрій-іонних систем для стаціонарного зберігання енергії. Паралельно американці продовжують тестувати у своїх лабораторіях і твердотільні прототипи, щоб тримати руку на пульсі технологічного прогресу. Акумуляторна гонка у світі не має кінцевої точки, і попереду на автопром чекає довгий шлях розвитку різних хімічних складів — так само як свого часу десятиліттями еволюціонували двигуни внутрішнього згоряння