Китайские ученые достигли весомых прорывов в технологии твердотельных литиевых аккумуляторов

Ученые из Института исследований металлов Китайской академии наук (КАН) разработали новый материал, значительно снижающий межфазное сопротивление и улучшающий эффективность транспортировки ионов в твердотельных аккумуляторах. Эти два аспекта были ключевыми проблемами, ограничивавшими практическое применение технологии

Команда ученых создала из нового материала гибкие аккумуляторы, которые продемонстрировали исключительную стойкость к изгибу, выдержав более 20 000 циклов сборки 

При использовании этого материала в качестве полимерного электролита в композитных катодах плотность энергии возросла на 86 процентов. Как отмечено в сообщении, такая технология открывает путь к более безопасным и эффективным энергетическим решениям для человекоподобных роботов, электрической авиации и электромобилей

Вторая команда под руководством Института физики КАН в сотрудничестве с другими группами нашла новый подход для обеспечения постоянного и стабильного контакта электродов в твердотельных аккумуляторах без необходимости громоздких внешних систем давления. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nature Sustainability

Прототипы аккумуляторов, созданные по этой технологии, демонстрируют высокую циклическую стабильность в течение сотен циклов заряда-разряда при стандартных условиях испытаний, превосходя аналогичные конструкции, как указано в исследовательской записке China International Capital Corp (CICC)

Китай ускоряет разработку полностью твердотельных аккумуляторов

По оценкам CICC, масштабные дорожные испытания таких продуктов ожидаются уже в 2025-2026 годах, а установка небольших партий в электромобилях может состояться уже в 2027 году

CICC прогнозирует, что рынок оборудования для твердотельных аккумуляторов в Китае достигнет 2,5 миллиарда юаней (около $340 миллионов) к 2027 году и вырастет с совокупным годовым темпом 122% до 27,3 миллиарда юаней к 2030 году

Ведущие китайские производители электромобилей и аккумуляторов, такие как CATL, BYD и Gotion High-Tech уже запустили пилотные производственные линии с целевыми показателями массового производства от сотен мегаватт до гигаватт. Большинство ведущих автопроизводителей ожидают интеграции твердотельных аккумуляторов в транспортные средства быстрее, чем прогнозировалось, благодаря технологическим преимуществам и политической поддержке производства со стороны Китая

Оуян Мингао, академик Китайской академии наук и профессор Университета Цинхуа отметил, что текущий стратегический путь страны в сфере полностью твердотельных аккумуляторов сосредоточен на аккумуляторах на основе сульфидов. Они сочетают высоконикелевые тройные положительные и кремний-углеродные отрицательные материалы для достижения целевых показателей производительности: 400 ватт-часов на килограмм плотности энергии при жизненном цикле более 1000

Ожидается, что эти достижения будут способствовать внедрению мелкосерийного производства полностью твердотельных аккумуляторов в стране до 2027 года, а массовое производство начнется к 2030 году. Команда Оуяна уже сотрудничает с более чем 30 компаниями для разработки и оптимизации полноразмерных моделей в отрасли

Полностью твердотельные аккумуляторы обещают более высокую теоретическую плотность энергии, лучшую безопасность и более низкую стоимость по сравнению с литий-ионными аккумуляторами, которые доминируют на рынке электромобилей. Многие страны считают их потенциально революционной технологией

Еще одним свидетельством прогресса является заявление Сунь Хуацзюня, главного технического директора BYD Lithium Battery Co Ltd, о планах начать мелкосерийное производство полностью твердотельных аккумуляторов на основе сульфидов до 2027 года и их включение в основные модели электромобилей до 2030 года