CATL работает над литий-воздушными батареями

Китайский гигант CATL официально определил свой приоритет в развитии аккумуляторных батарей. Главный научный сотрудник компании и академик Ю Кай впервые публично заявил, что разработка литий-воздушных аккумуляторов стала ключевым элементом стратегии бренда в гонке за лидерство на мировом рынке. Это серьезное смещение акцентов, ведь до сих пор большинство автопроизводителей фокусировались на твердотельных батареях, тогда как CATL решила заглянуть гораздо дальше

Главная фишка технологии – в отказе от тяжелых соединений никеля, кобальта и марганца, которые используют в традиционных литий-ионных элементах 

Вместо этого анодом выступает чистый металлический литий, а катодом – обычный кислород, который батарея берет прямо из окружающей среды. Благодаря такому решению конструкция становится невероятно легкой и простой, а сами аккумуляторы уже успели прозвать «дышащими батареями»

Главный плюс такой технологии – она невероятно мощная. По количеству энергии, которую можно выжать из одного килограмма, такие аккумуляторы почти догоняют бензин. На практике ученые уже создали образцы, вмещающие в 5 раз больше энергии, чем батареи в современных смартфонах или электрокарах. Для понимания: чтобы большой двухтонный электромобиль проехал 500 километров ему понадобится блок аккумулятора массой всего 60 килограммов, а не сотни килограммов

Почему же до сих пор не ездим на таких супербатареях? 

Пока они не готовы к реальной жизни из-за двух больших проблем: у них слишком мала мощность и они слишком быстро портятся. Кислород, который дает батарее энергию, одновременно разрушает ее изнутри во время постоянной зарядки и разрядки. Сейчас ученые со всего мира ищут правильный состав внутренней жидкости или геля (электролита), который мог бы защитить детали от этого разрушения

Принцип работы этой батареи действительно достаточно прост. Когда электромобиль едет и тратит энергию, частицы лития двигаются внутри аккумулятора к противоположной стороне, соединяются с кислородом из воздуха и производят ток. Когда мы включаем машину в розетку для зарядки, все происходит наоборот: кислород выделяется обратно в воздух, а литий возвращается на первоначальное место

Потенциал новой технологии поражает 

Теоретическая плотность энергии литий-воздушных систем составляет 12 000 Вт-ч/кг, что практически догоняет показатели бензина с его 13 000 Вт-ч/кг. Даже нынешние лабораторные прототипы уже выдают более 1200 Вт-ч/кг. Для сравнения, это в четыре раза больше возможностей современных электромобильных батарей (250–270 Вт-ч/кг) и вдвое превышает предел, который аналитики прогнозируют для перспективных твердотельных аналогов

Если эти аккумуляторы удастся вывести на рынок, водители навсегда забудут о тревоге из-за ограниченного запаса хода. Электрокары, способные проехать более 1600 км на одном заряде, станут привычной обыденностью. Пока CATL строит масштабные планы, американские ученые тоже не сидят сложа руки. Исследователи из Университета Иллинойса и Аргоннской национальной лаборатории уже протестировали образцы, которые выдерживают более 700–1000 циклов зарядки при комнатной температуре без потери стабильности. Эксперты прогнозируют, что технология будет полностью готова к промышленному производству и массовому внедрению уже после 2030 года