Твердая энергия
Китайский стартап Qing Tao (Kunshan) Energy Developmentзапустил первое в стране широкомасштабное производство источников энергиинового типа – твердотельных аккумуляторов. Они имеют ряд критически важныхпреимуществ по сравнению с современными литий-ионными батареями и в будущеммогут заменить их во всех видах техники. Главное отличие твердотельныхаккумуляторов от всех используемых сейчас аккумуляторов и батарей в заменежидкого электролита на твердую субстанцию — так называемый твердый электролит сособыми свойствами.
Производственная линия построена в городе Куньшань ввосточной части Китая. Стартап Qing Tao основан командой разработчиковуниверситета Цинхуа в 2014 г.Во главе компании стоит Нан Цэвень(Nan Cewen), член Китайской академии наук.
Крупные инвестиции идалеко 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 сплотностью энергии 400 Вт*ч/кг. До конца нынешнего года планируется выйти наобщую емкость выпущенных батарей в размере 100 МВт*ч, а к началу 2020 г. нарастить этотпоказатель до 700 МВт*ч.
Сейчас Qing Tao сосредоточился на поиске клиентов средипроизводителей мобильных устройств и узкоспециального оборудования,чувствительного к качеству элементов питания и используемого в экстремальныхдля современной техники условиях. Но все же главной своей задачей стартапставит партнерство с производителями электромобилей, в которых твердотельные аккумуляторовв будущем смогут заменить обычные литий-ионные блоки. В случае успехапроизводство твердотельных батарей для электрокаров будет налажено не позднеепервой половины 2020 г.
Сотрудничество савтопроизводителями
Шансы стать частью мира электромобилей у стартапа уже есть:по словам Нан Цевеня, интерес к их продукции проявили компании Toyota иVolkswagen, в последние годы все активнее инвестирующие в средства передвижениябез двигателей внутреннего сгорания. Компания Dyson, тоже заинтересовалась виспользовании твердотельных элементов питания в своей продукции. Попредварительным оценкам, компания Audi из состава концерна Volkswagen AutoGroup станет первым в мире производителем, выпустившим спорткар с твердотельнымаккумулятором. Соответствующий концепт был представлен летом 2018 г. вПеббл-бич и получил название Audi PB18 e-tron. Автомобиль оснащен тремяэлектромоторами (200 л.с. на передней оси и два по 300 л. с. на задней), работающими от твердотельной батареимощностью 95 кВт*ч. Энергии аккумулятора спорткару хватает на 500 км, а заряжается онвсего за 15 минут от специальной станции с напряжением 800 В. Для отвода теплаот аккумулятора предусмотрена особая система жидкостного охлаждения.
Конкуренция неизбежна
О производстве твердотельных аккумуляторов задумываются идругие компании, в том числе и очень крупные. Среди них японская Panasonic,хотя до 2025 г. она будет заниматься только литий-ионными блоками. Toyota тожеинтересуется собственным производством твердотельных батарей, однако раньше2030 г. она не планирует его запускать – на данном этапе ей выгоднее наладитьпартнерские отношения с той же Qing Tao.
А вот Генрик Фискер(Henrik Fisker), основатель компании-банкрота Fisker Automotive, сейчасразвивает стартап Fisker, сотрудники которого работают над электрическимспорткаром Emotion и собственной технологией твердотельных элементов питания. Fiskerотдает 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 илауреат многих престижных премий, совместно с группой исследователей изТехасского университета США разработал собственную технологию твердотельногоаккумулятора с повышенной плотностью энергии. Новый тип батарей выдерживаеттемператур до -60 градусов Цельсия, не взрывается от перегрева или поврежденияоболочки, а при утилизации не вредит окружающей среде. Для накапливания энергиив такой батарее вместо лития используется натрий, который можно добывать изморской 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 непоступили.
Преимуществатвердотельных аккумуляторов
Литий-ионные батареи, используемые в портативной электроникеи автомобилях, имеют ряд серьезных недостатков: они взрывоопасны, относительнобыстро деградируют, боятся перепадов температур и имеют не самую высокуюплотность энергии. Ярким примером опасности, которую несут литий-ионные батареи,стал случай взрыва печально известного флагманского смартфона SamsungGalaxyNote 7 в руках шестилетнегоребенка.
Батареи для электрокаров с жидким электролитом весят десяткии даже сотни килограммов, занимают значительное пространство и нуждаются вочень эффективном отводе тепла. Также литий-ионные блоки могут подвергатьсяускоренной деградации за счет использования технологий быстрой зарядки.
Твердотельные аккумуляторы лишены большей частиперечисленных недочетов – у них выше плотность энергии, что позволяет уменьшитьих размеры и вес по сравнению с литий-ионными батареями идентичной емкости. Онименьше подвержены перегреву, что делает их более безопасными, и они могут выдержатьбольше циклов перезарядки. По словам Генрика Фискера, даже производство такогорода батарей занимает меньше времени в сравнении с литий-ионными. ПредставителиQing Tao не дают комментариев по этому вопросу.