Новости о разработке аккумуляторов нового типа, которые лишены недостатков литий-ионных батарей, появляются чуть ли не каждый месяц, однако ситуация на рынке не меняется в течение многих лет, так как новинки не воплощаются в жизнь. Но на этот раз ситуация совершенно иная — компания Samsung действительно совершила большой шаг вперед в области аккумуляторных технологий для электромобилей. Причем речь не об дальней перспективе — на выставке SNE Battery Day 2024, проходившей в Сеуле, компания заявила о запуске пилотной линии по производству новых батарей уже запущена в эксплуатацию. Первые партии аккумуляторов были отправлены производителям электромобилей для тестирования. Правда, массовое производство начнется только в 2027 году.
Как заявляет производитель, новые оксидно-твердотельные аккумуляторы Samsung превосходят существующие литий-ионные батареи по всем ключевым параметрам. Они смогут питать электромобили, обеспечивая запас хода почти в 1000 км. Зарядка такой батареи занимает всего 9 минут, то есть процесс занимает лишь немного больше времени, чем, например, заправка бензиновых автомобилей.
Правда, пока неизвестно, речь идет о зарядке от 0% до 100% либо от 10-20% до 80%, что является стандартным показателем. Дело в том, что после отметки в 80% скорость зарядки сильно снижается, что позволяет защитить аккумулятор от быстрого износа, и тем самым существенно продлить срок его службы.
Но и это еще не все — серьезный минус литий-ионный аккумуляторов заключается в их взрыво- и пожароопасности, а также сравнительно небольшом сроке службы. Новые же батареи лишены этих минусов — они не взрываются, а срок их службы, если верить производителю, достигает 20 лет. Кроме того, они должны быть меньше и легче, чем существующие аналоги.
Все это обеспечивает батареи большим потенциалом, позволяющим кардинально изменить индустрию электромобилей. Фактически, машины лишатся всех основных своих недостатков. Поэтому они могли бы стать полноценной альтернативной автомобилям с двигателями внутреннего сгорания. Однако в ближайшее время это вряд ли произойдет из-за одного существенного минуса твердотельных аккумуляторов, о котором поговорим ниже.
Что такое оксидно -твердотельные аккумуляторы
В отличие от традиционных аккумуляторов, в которых для ионной проводимости между электродами применяют жидкие или гелиевые полимерные электролиты, в твердотельных батареях, как не сложно догадаться из названия, используют твердые электролиты. Например, могут использоваться соли, кислоты или даже полимеры.
В случае с батареями Samsung твердый электролит выполнен из оксидов металлов. Он обеспечивает плотность энергии в 500 Вт⋅ч/кг. Для сравнения, плотность обычных аккумуляторов электромобилей составляет примерно — 270 Вт⋅ч/кг. Именно благодаря этому производители электрокаров смогут практически удвоить запас хода своих машин, не меняя объем аккумулятора.
Почему твердотельные аккумуляторы Samsung не изменят индустрию электромобилей
Твердотельные оксидные аккумуляторы Samsung превосходят литий-ионные батареи, как мы выяснили, по многим важным параметрам, но не всем. Серьезный их минус заключается в высокой стоимости. Поэтому сам производитель заявляет, что они будут использоваться в дорогих машинах сегмента “суперпремиум”. Это значит, что новые аккумуляторы, как минимум первое время, не получат широкого распространения.
Кроме того, Samsung представит батареи с высоким содержанием никеля для премиум-сегмента. А для более бюджет машин Samsung разрабатывает литий-железо-фосфатные (LFP) и бескобальтовые аккумуляторы, а также работает над технологией производства сухих электродов. По задумке, они должны быть более доступными, чем существующие литий-ионные батареи, что позволит производителям электромобилей снизить их стоимость. Правда, о других их серьезных преимуществах речи пока не идет.
Многие компании, так TDK, заявили о создании своих твердотельных батарей.
Но это не значит, что твердотельные аккумуляторы еще долгое время не будут использоваться в автомобилях среднего класса. Китайские исследователи уже разработали модель твердотельного аккумулятора, который должен быть значительно доступнее “самсунговского”. Основной для него служит сульфидный электролит, в котором используется новый материал LPSO, вместо дорогостоящего сульфида лития, применяющегося в аналогах.
