Чем отличаются твердотельные аккумуляторы от литийионных

Бурный рост рынка электромобилей заставил развиваться аккумуляторную отрасль. Несколько автопроизводителей работают над созданием твердотельных батарей, наиболее заметными исследованиями уже отметились компании Toyota и Nissan. По самым оптимистичным прогнозам, эта технология появится лишь во второй половине десятилетия. Однако она полностью изменит наше отношение к электромобилям. Почему — об этом в нашем материале. Что нужно знать Основное различие в аккумуляторах для электромобилей заключается в том, что традиционные литийионные батареи содержат жидкий электролит для проведения ионов лития между катодом и анодом. В твердотельных батареях вместо жидкости используется твёрдый электролит, что позволяет снизить вес и повысить плотность энергии. Твердотельная технология позволяет избавиться от системы терморегулирования, работать в экстремальных температурах, повысить запас хода, ускорить зарядку, увеличить срок службы аккумулятора. Кроме того, твёрдый электролит более безопасен по сравнению с жидким. Работа в условиях экстремальных температур При низких и высоких температурах твердотельный аккумулятор может работать эффективнее и дольше, чем традиционная литийионная батарея. Исследования показывают, что твердотельный аккумулятор будет хорошо работать при температурах примерно до -40 градусов Цельсия. Нынешние литийионные батареи недостаточно хороши на морозе — запас хода значительно снижается. Современные аккумуляторы требуют системы терморегулирования, чтобы нагревать и охлаждать их в зависимости от температуры. Твердотельная батарея будет работать при более экстремальных температурах без дополнительного оборудования и затрат на систему терморегулирования. Если отказаться от этой системы, то можно добиться огромной экономии средств. По самым скромным подсчётам, на производстве можно будет сэкономить от 20 до 50%. Увеличение дальности хода и срока службы Автопроизводители понимают, насколько важен для покупателей запас хода, поэтому стараются создавать такие модели, которые смогу проехать столько же километров на одном заряде, сколько и обычный бензиновый автомобиль на одном баке. Или даже больше. В качестве ориентира используется 560 км, так как это среднее расстояние, которое проезжает автомобиль с ДВС между заправками. Твердотельные аккумуляторы могут позволить электромобилям проезжать больше на одном заряде, поскольку обладают большей плотностью энергии. А также этот тип аккумуляторов не пасует перед высокой нагрузкой, например, при буксировке или работе в экстремальных погодных условиях. Кроме того, твердотельная технология позволит продлить жизнь аккумулятору, то есть обеспечит больше циклов зарядки. По прогнозам, при правильном использовании твердотельных батарей EV сможет пройти от 8 до 10 тыс. циклов зарядки. Это довольно высокий показатель по сравнению с 1,5−2 тыс. циклами литийионных батарей. Улучшенная безопасность Беспокойство по поводу литийионных аккумуляторов разбушевались, когда стали появляться видеозаписи взрывающихся мобильных телефонов, ноутбуков и других электронных гаджетов. Виновниками пожаров в литийионных батареях называют дефекты производства, перезарядку, перегрев или сильные удары. В отчёте Комиссии по безопасности потребительских товаров за 2018 год было выявлено более 25 тыс. случаев перегрева или возгорания более чем 400 типов изделий за пятилетний период. Это кажется не очень частым явлением. Тем не менее эта ситуация подчёркивает, что для рынка EV необходимо обращать внимание на устойчивость батареи, особенно при движении на скорости и возможности столкновений. Твердотельная технология как раз и позволяет это сделать, потому что обладает более высокой степенью ударопрочности и не воспламеняется. Будущее аккумуляторных технологий При всех преимуществах твердотельных батарей перед литийионными, почему же они не поступают в массовое производство всех производителей EV? Литийионные батареи существуют уже много лет. А вот новая технология всё ещё находится в стадии разработки. Рабочие прототипы твердотельных аккумуляторов создаются лишь несколькими компаниями. Несмотря на то, что будущее поколение аккумуляторов ещё не достигло стадии массового распространения, считается, что оно придёт на смену нынешним батареям в электромобилях. Каждая батарея для EV создаётся по-своему, с учётом особенностей различных платформ EV. И каждая из них — собственность производителя, поэтому твердотельным батареям будет сложно выйти на всепоглощающий масштаб. Если в отрасли будет принят стандарт, то технология появится быстрее. Производители аккумуляторов совместно с автопроизводителями работают над созданием конечного продукта. Однако в настоящее время это требует не только финансирования исследований, но и создания необходимой производственной инфраструктуры. В конечном итоге новый тип аккумуляторов изменит всё представление о владении электромобилем и даже сделает его более выгодным.