Началось производство взрывобезопасных батарей повышенной емкости для смартфонов

Бизнес Интеграция Электроника Техника
мобильная версия
, Текст: Эльяс Касми

В Китае стартовало производство аккумуляторов с твердым электролитом, которые в обозримом будущем станут частью мобильной техники и транспортных средств. Они придут на смену литий-ионным батареям за счет большей компактности и безопасности.


Твердая энергия

Китайский стартап Qing Tao (Kunshan) Energy Development запустил первое в стране широкомасштабное производство источников энергии нового типа – твердотельных аккумуляторов. Они имеют ряд критически важных преимуществ по сравнению с современными литий-ионными батареями и в будущем могут заменить их во всех видах техники. Главное отличие твердотельных аккумуляторов от всех используемых сейчас аккумуляторов и батарей в замене жидкого электролита на твердую субстанцию — так называемый твердый электролит с особыми свойствами.

Производственная линия построена в городе Куньшань в восточной части Китая. Стартап Qing Tao основан командой разработчиков университета Цинхуа в 2014 г. Во главе компании стоит Нан Цэвень (Nan Cewen), член Китайской академии наук.

Крупные инвестиции и далеко идущие планы

В развитие своего проекта стартап инвестировал 1 млрд юаней (около €126 млн). Конвейер заработал, а компания уже получила первых клиентов, подробности о которых не раскрывает.

Китайцы собираются выпускать твердотельные аккумуляторы с плотностью энергии 400 Вт*ч/кг. До конца нынешнего года планируется выйти на общую емкость выпущенных батарей в размере 100 МВт*ч, а к началу 2020 г. нарастить этот показатель до 700 МВт*ч.

Китай запустил массовое производство аккумуляторов будущего

Сейчас Qing Tao сосредоточился на поиске клиентов среди производителей мобильных устройств и узкоспециального оборудования, чувствительного к качеству элементов питания и используемого в экстремальных для современной техники условиях. Но все же главной своей задачей стартап ставит партнерство с производителями электромобилей, в которых твердотельные аккумуляторов в будущем смогут заменить обычные литий-ионные блоки. В случае успеха производство твердотельных батарей для электрокаров будет налажено не позднее первой половины 2020 г.

Сотрудничество с автопроизводителями

Шансы стать частью мира электромобилей у стартапа уже есть: по словам Нан Цевеня, интерес к их продукции проявили компании Toyota и Volkswagen, в последние годы все активнее инвестирующие в средства передвижения без двигателей внутреннего сгорания. Компания Dyson, тоже заинтересовалась в использовании твердотельных элементов питания в своей продукции. По предварительным оценкам, компания Audi из состава концерна Volkswagen Auto Group станет первым в мире производителем, выпустившим спорткар с твердотельным аккумулятором. Соответствующий концепт был представлен летом 2018 г. в Пеббл-бич и получил название Audi PB18 e-tron. Автомобиль оснащен тремя электромоторами (200 л. с. на передней оси и два по 300 л. с. на задней), работающими от твердотельной батареи мощностью 95 кВт*ч. Энергии аккумулятора спорткару хватает на 500 км, а заряжается он всего за 15 минут от специальной станции с напряжением 800 В. Для отвода тепла от аккумулятора предусмотрена особая система жидкостного охлаждения.

Конкуренция неизбежна

О производстве твердотельных аккумуляторов задумываются и другие компании, в том числе и очень крупные. Среди них японская Panasonic, хотя до 2025 г. она будет заниматься только литий-ионными блоками. Toyota тоже интересуется собственным производством твердотельных батарей, однако раньше 2030 г. она не планирует его запускать – на данном этапе ей выгоднее наладить партнерские отношения с той же Qing Tao.

А вот Генрик Фискер (Henrik Fisker), основатель компании-банкрота Fisker Automotive, сейчас развивает стартап Fisker, сотрудники которого работают над электрическим спорткаром Emotion и собственной технологией твердотельных элементов питания. Fisker отдает предпочтение пленочным твердотельным блокам с трехмерной структурой. Подробности о своей разработке Генрик Фискер не раскрывает.

Также весной 2017 г. американский изобретатель Джон Гуденаф (John Goodenough), создатель литий-ионной батареи и лауреат многих престижных премий, совместно с группой исследователей из Техасского университета США разработал собственную технологию твердотельного аккумулятора с повышенной плотностью энергии. Новый тип батарей выдерживает температур до -60 градусов Цельсия, не взрывается от перегрева или повреждения оболочки, а при утилизации не вредит окружающей среде. Для накапливания энергии в такой батарее вместо лития используется натрий, который можно добывать из морской воды, что и делает его безопасным для природы. Технология очень перспективная, но по состоянию на ноябрь 2018 г. в производство батареи, основанные на ней, пока не поступили.

Преимущества твердотельных аккумуляторов

Литий-ионные батареи, используемые в портативной электронике и автомобилях, имеют ряд серьезных недостатков: они взрывоопасны, относительно быстро деградируют, боятся перепадов температур и имеют не самую высокую плотность энергии. Ярким примером опасности, которую несут литий-ионные батареи, стал случай взрыва печально известного флагманского смартфона SamsungGalaxyNote 7 в руках шестилетнего ребенка.

Батареи для электрокаров с жидким электролитом весят десятки и даже сотни килограммов, занимают значительное пространство и нуждаются в очень эффективном отводе тепла. Также литий-ионные блоки могут подвергаться ускоренной деградации за счет использования технологий быстрой зарядки.

Твердотельные аккумуляторы лишены большей части перечисленных недочетов – у них выше плотность энергии, что позволяет уменьшить их размеры и вес по сравнению с литий-ионными батареями идентичной емкости. Они меньше подвержены перегреву, что делает их более безопасными, и они могут выдержать больше циклов перезарядки. По словам Генрика Фискера, даже производство такого рода батарей занимает меньше времени в сравнении с литий-ионными. Представители Qing Tao не дают комментариев по этому вопросу.