Porsche использует cookies с целью оптимального оформления и улучшения веб-сайта, а также предоставления определенных функций. Пользуясь веб-сайтом в дальнейшем, Вы также соглашаетесь на использование cookies. Подробнее.
Итак, какова сегодня ситуация с электромобилями и твердотельными аккумуляторами?
Компания Electrek взяла интервью у доктора Грега Хитца, основателя и технического директора компании ION Storage Systems, базирующейся в Белтсвилле, штате Мэриленд.
Доктор Грег Хитц рассказал, что такое твердотельные аккумуляторы, почему они считаются “единорогом” технологий, почему они еще не появились на рынке и как его компания работает над тем, чтобы сдвинуть дело с мертвой точки.
— Electrek: Расскажите, пожалуйста, что такое твердотельные аккумуляторы, для чего они используются и чем отличаются от литий-ионных?
— Грег Хитц: Твердотельные аккумуляторы заменяют легковоспламеняющийся жидкий электролит в обычной литий-ионной батарее твердым электролитом, который выполняет ту же функцию – хранение энергии.
Их принято считать ключом к обеспечению безопасности и плотности энергии, необходимых для современных электромобилей и электрифицированной тяги.
Доктор Грег Хитц рассказал, что такое твердотельные аккумуляторы, почему они считаются “единорогом” технологий, почему они еще не появились на рынке и как его компания работает над тем, чтобы сдвинуть дело с мертвой точки.
— Electrek: Расскажите, пожалуйста, что такое твердотельные аккумуляторы, для чего они используются и чем отличаются от литий-ионных?
— Грег Хитц: Твердотельные аккумуляторы заменяют легковоспламеняющийся жидкий электролит в обычной литий-ионной батарее твердым электролитом, который выполняет ту же функцию – хранение энергии.
Их принято считать ключом к обеспечению безопасности и плотности энергии, необходимых для современных электромобилей и электрифицированной тяги.

Однако важно отметить, что не все твердотельные аккумуляторы одинаковы. Различные материалы и конфигурации, лежащие в основе технологий, влияют на безопасность, производительность и технологичность.
— Electrek: Твердотельные аккумуляторы часто называют “единорогом” аккумуляторной технологии. Почему?
— Грег Хитц: Это отличная аналогия – вы никогда не видели твердотельную батарею, точно так же, как вы никогда не видели единорога. Твердотельные аккумуляторы уже давно обладают возможностью превосходить батареи, которые вы видите в большинстве современных электромобилей: больший запас хода, меньшее время зарядки, и они безопаснее. Но никто еще не доказал, что твердотельные аккумуляторы могут достигать своих целей по производительности без серьезных потерь при сборке аккумуляторных блоков, так как, например, требования к нагреву или сжатию очень высоки.
— Electrek: Почему твердотельные аккумуляторы все еще не очень популярны?
— Грег Хитц: Ни один производитель твердотельных аккумуляторов еще не предложил 100% готового решения. В отрасли существуют технологии, обладающие невероятной производительностью, большой плотностью энергии, высоким уровнем безопасности, масштабируемым производством и простой упаковкой, но ни один продукт не предлагает всего этого без существенного ущерба для одного или нескольких других аспектов.

Именно в этом, по нашему мнению, ION отличается от других технологий. Наш первый клиент на рынке получит батарею американского производства, которая обеспечивает на 40% больше энергии, чем их текущее решение, и отвечает их потребностям по производительности, сроку службы и затратам на производство, при этом, по своей сути, безопасна.

После первого выхода на рынок, наш продукт второго поколения будет включать разработки, которые значительно расширят возможности технологии: удвоение плотности энергии, увеличение скоростных характеристик, снижение стоимости производства на порядок, длительный срок службы и все другие цели, необходимые для более широкого выхода на рынок, например, для производства электромобилей.

— Electrek: Как можно масштабировать производство твердотельных аккумуляторов?
— Грег Хитц: Масштабирование - это сложно, а масштабирование производства батарей - еще сложнее.

Во-первых, нужно сконструировать батарею таким образом, чтобы она использовала по большей части недорогие ресурсы. Кобальт и никель дороги, и их трудно добыть. Компания ION разработала аккумулятор, не содержащий лития, никеля и кобальта.

Во-вторых, и, возможно, это самое важное, нужно разработать аккумулятор, пригодный для производства. Важнейшими целями здесь являются экономия энергии на единицу площади - поскольку себестоимость производства, как правило, зависит от площади, а аккумуляторы продаются в расчете на единицу энергии - и использование существующих технологий переработки в больших масштабах.

В-третьих, необходимо создать беспроигрышную ситуацию для партнеров-производителей в экосистеме. Производство твердотельных аккумуляторов - это совершенно новая отрасль, и ни один широко распространенный продукт не существует без соответствующей отрасли. Посмотрите на количество поставщиков комплектующих для электромобилей или литий-ионных аккумуляторов. Десятки компаний вносят свой вклад в производство каждой проданной единицы продукции. В твердотельных батареях такого полного комплекта еще не существует.
— Electrek: Почему кобальт и никель стали источником проблем для производителей аккумуляторов и какие еще существуют препятствия?
— Грег Хитц: Сейчас единственное, что можно предложить для аккумуляторов с высокой плотностью энергии, - это химия на основе никеля и кобальта. Однако есть альтернативы.

Производители автомобилей постепенно переходят на менее энергоемкие литий-железо-фосфатные химические элементы для своих автомобилей с небольшим запасом хода. Существуют усовершенствованные батареи, не содержащие никеля и кобальта, несовместимые с литий-ионными, которые обеспечивают более высокую плотность энергии без ограничений в цепочке поставок. Они ждут, когда появится технология, позволяющая их использовать.
Доктор Грег Хитц руководил разработкой многослойной структуры граната и был одним из основателей компании Ion Storage Systems. Он привнес свой опыт надлежащей производственной практики в исследовательскую культуру компании, что позволило эффективно перейти от лабораторных исследований к производственным операциям. Грег получил степень доктора наук в области материаловедения и инженерии и степень бакалавра в области химической инженерии в Университете Мэриленда.
Источник: https://electrek.co/2023/03/10/evs-and-solid-state-batteries/