"Я перейду на електромобіль, коли з’являться-твердотільні батареї." "Я їздитиму на бензиновій машині лише до тих пір, поки не з’являться твердотільні-батареї."
Часті випуски нових продуктів із твердотільними-батареями змусили багатьох помилково вважати, що твердотільні-батареї не за горами. Але насправді до цього ще далеко!
Нещодавно Товариство автомобільних інженерів Китаю опублікувало «Дорожню карту-енергозбереження та нових енергетичних технологій транспортних засобів 3.0», у якій чітко окреслено кілька ключових етапів розвитку технологій.
Серед них усі-твердотільні-батареї, як очікується, отримають мало-масштабне застосування до 2030 року, а широкомасштабне-пропагування в усьому світі очікується до 2035 року. Тоді загальна продуктивність, вартість і екологічність батарей краще задовольнять потреби споживачів.
23 жовтня на Конференції з розвитку індустрії нових енергетичних акумуляторів 2025 року Сюй Чжунлін, декан Центрального науково-дослідного інституту компанії Sunwoda Power Technology Co., Ltd., випустив новий полімерний твердотільний-продукт акумулятора-"Xin·Bixiao". Це перше-покоління повністю-твердотільних-акумуляторних батарей Sunwoda з щільністю енергії 400 Вт·год/кг.
Щодо графіка масового виробництва, Лян Жуй, віце-президент і CSO Sunwoda Electronic Co., Ltd., заявив, що оптимістично всі-твердотільні-батареї можуть вироблятися невеликими партіями після 2030 року, і вони будуть співіснувати з рідкими літієвими батареями протягом тривалого часу.
Лян Жуй сказав: «Японські та американські компанії стверджують, що досягнуть індустріалізації всіх-твердотільних-акумуляторів до 2027 року. Я особисто вважаю це дещо надто самовпевненим. Найбільш оптимістичний сценарій полягає в тому, що дрібно-серійне виробництво може розпочатися після 2030 року, і навряд чи воно замінить рідкі літієві батареї у великих масштабах. Свинцева-кислота батареї використовуються вже понад 100 років, а твердотільні-батареї та рідинні батареї співіснуватимуть ще довго».
Лян Жуй вважає, що процес вирощування комерційної продукції слід розглядати раціонально, оскільки він має свої властиві закономірності.
Короткострокові-перспективи мізерні! До твердотільних-батарей ще далеко: невеликі-додатки будуть доступні лише у 2030 році; рідкі літієві батареї існуватимуть ще довго.
Інформовані джерела: напів{0}}тверді акумулятори будуть перейменовані на тверді-рідкі акумулятори
Сьогодні, згідно зі звітом First Financial Daily, джерела показали, що, щоб запобігти плутанині на ринку між напів-твердими та твердотільними-батареями, відповідні органи влади готують новий документ, який би однаково називав «напів-тверді батареї» як «твердо-рідкі батареї».
Напів{0}}тверді акумулятори – це акумулятори з частково доданим рідким електролітом, що є «компромісом» на шляху до повністю твердотільних акумуляторів.
У звіті зазначається, що в промисловості існує чітке розмежування між напів-твердим-станом: «напів-тверді-рідкі» розчини зазвичай називаються «напів-твердими батареями», тоді як ближчі до повністю твердих-батареї з меншою кількістю рідкого електроліту можна назвати "квазі{6}}твердотільні-батареї."
Порівняно з літій-іонними батареями, які зазвичай використовуються в сучасних автомобілях з новою енергією, твердотільні-батареї пропонують такі переваги, як більша безпека, вища щільність енергії, довший термін служби та більша швидкість заряджання.
У лютому цього року представник китайської компанії EV100 заявив, що очікується, що всі-твердотільні-батареї в транспортних засобах почнуть встановлюватися до 2027 року, а масове виробництво – до 2030 року.
Цього року на 2-му Китайському саміті з інновацій та розвитку твердотільних акумуляторів академік Оуян Мінгао з Академії наук Китаю, окреслюючи дорожню карту технології твердотільних акумуляторів, передбачив, що перше покоління повністю{4}}твердотільних-батарей на основі сульфідних електролітів досягне масового виробництва між 2025 та 2027, з щільністю енергії 400 Вт·год/кг; друге покоління масово-вироблятиметься між 2027 і 2030 роками, зі збільшенням щільності енергії до 500 Вт·год/кг; а третє покоління планується запустити між 2030 і 2035 роками, орієнтуючись на щільність енергії, що перевищує 600 Вт·год/кг.
Щоб уникнути плутанини з твердотільними-батареями, інсайдери кажуть, що напів-твердотільні-батареї будуть перейменовані на твердотільні-рідкі батареї.
Збірна в дії! Твердотільні-батареї досягають радіусу дії понад 1000 кілометрів.
Нещодавно кілька провідних засобів масової інформації повідомили, що китайські вчені успішно подолали критичну перешкоду, пов’язану з усіма-твердотілими-літієво-металевими батареями, забезпечивши стрибкоподібне підвищення продуктивності. Раніше батарея вагою 100 кг могла підтримувати максимальний запас ходу в 500 кілометрів; тепер очікується, що він перевищить 1000 кілометрів.
Dongfeng Motor нещодавно оголосила, що, виконуючи місію «національної команди», вона постійно сприяє дослідженню, розробці та промисловому макету технології твердотільних-батарей і досягла ряду результатів.
Наразі Dongfeng Motor створила незалежну та керовану систему постачання твердотільних-акумуляторів, послідовно освоївши основні технології, такі як електроліти, сепаратори та -затвердіння на місці, утворюючи 240 Вт·год/кг і 350 Вт·год/кг твердотільні-акумуляторні батареї з максимальним радіусом дії, який успішно перевищує 1000 кілометрів.
Володіючи високою щільністю енергії, він також може похвалитися надзвичайно високими характеристиками безпеки. Він не тільки пройшов обов’язкове випробування GB38031-2020, але й пройшов суворі випробування, такі як пробивання, 50% деформація стиснення та 150-градусна високотемпературна гаряча камера, досягаючи найвищого рівня продуктивності та безпеки в галузі.
Національна команда бере участь! Двигун Dongfeng: твердотільний-акумулятор забезпечує запас ходу понад 1000 км, проходить випробування на прокол і 50% екструзійної деформації
Додаткова інформація:
Заряджання та розряджання батареї повністю залежить від іонів літію, які «подорожують вперед і назад» між позитивним і негативним електродами. Іони літію схожі на «доставників» в батареї, відповідальних за переміщення електронів від позитивного до негативного електрода, а твердий електроліт є «магістраллю», яка їх «доставляє».
Зазвичай використовувані сульфідні тверді електроліти є твердими та крихкими, як кераміка, тоді як металеві літієві електроди м’які, як глина. Коли ці два матеріали з’єднані, це схоже на приклеювання глини до керамічної пластини; інтерфейс нерівний і важко орієнтуватися, що впливає на ефективність заряджання та розряджання акумулятора. Саме тому твердотільні-батареї ще не широко вийшли на ринок.
Тепер кілька дослідницьких груп у моїй країні зробили прорив у трьох ключових технологіях, досягнувши бездоганної відповідності між «керамічною пластиною» та «глиною», потенційно вирішуючи проблему контакту на твердо-інтерфейсі твердого тіла та повністю подолавши вузьке місце твердотільних-батарей.
"Спеціальний клей"-іони йоду
Коли батарея працює, іони йоду рухаються вздовж електричного поля до поверхні розділу між електродами та електролітом, активно притягуючи іони літію. Вони автоматично заповнюють будь-які невеликі щілини чи отвори, дозволяючи електродам і електроліту щільно прилягати, таким чином подолавши найбільшу перешкоду практичного застосування всіх-твердотільних-батарей.
«Гнучка трансформація»
Вчені з Інституту дослідження металів Академії наук Китаю використовували полімерні матеріали для створення «скелета» для електроліту, завдяки чому акумулятор був таким же стійким до розтягування та розтягування, як і оновлена версія харчової плівки. Він залишається неушкодженим навіть після того, як його 20 000 разів згинали та скручували у спіралеподібну форму, абсолютно не піддаючись повсякденній деформації. Додавання «маленьких хімічних компонентів» до гнучкого скелета дозволяє іонам літію рухатися швидше, тоді як інші можуть «захоплювати» більше іонів літію, безпосередньо збільшуючи ємність накопичувача енергії на 86%.
«Посилення фтором»
Дослідницька група з Університету Цінхуа модифікувала електроліт за допомогою фторованих поліефірних матеріалів. Фтор має надзвичайно сильний «стійкість до-високої напруги», а «фторидна захисна оболонка» на поверхні електрода може запобігти високій напрузі «руйнувати» електроліт. Ця технологія пройшла випробування на проникнення голкою та камеру з високою-температурою 120 градусів після повного заряду без вибуху, гарантуючи безпеку та тривалість роботи батареї.
