Источник фото: https://solidpowerbattery.com
Ключевым отличием нового типа батарей является использование твердого электролита – вещества, которое обеспечивает перенос ионов тока от отрицательного электрода (анода) к положительному (катоду) при разрядке аккумулятора, а в обратном направлении – при ее зарядке. Производители литий-ионных аккумуляторов применяют жидкостный электролит, тогда как разработка Solid Power использует твердые и тонкие слои сульфидов – солей сероводородной кислоты, которые широко распространены в земной коре. Анод новой батареи изготовлен из кремния, что делает возможной быструю зарядку, а катод – из сплавов оксида никеля, кобальта, марганца и лития (NMC).
Использование этой технологии должно будет увеличить пробег электромобилей без подзарядки: по оценке Solid Power, у твердотельных батарей этот показатель достигнет 482 миль (766 километров), тогда как у литий-ионных аккумуляторов он составляет 266 миль (428 километров). Другим преимуществом должна стать безопасность: отказ от легко воспламеняющегося жидкостного электролита позволит снизить риск возгорания батареи. Однако коммерческий выпуск твердотельных батарей пока не налажен. Solid Power в 2019 г. ввела в эксплуатацию пилотную площадку для производства прототипов емкостью 2 и 20 ампер-часов соответственно, а в 2021 г. привлекла $135 млн от BMW Group и Ford Motor Company, а также инвестиционной компании Volta Energy Technologies, специализирующейся на вложениях в проекты по хранению энергии.
Следующим шагом стало прошлогоднее открытие новой площадки в штате Колорадо, которая увеличила мощности по производству материалов для твердого электролита в 25 раз – это позволит в 2022 г. приступить к выпуску батарей емкостью 100 ампер-часов. Массовые поставки новых батарей для производителей электромобилей Solid Power планирует начать в 2024 г.: по прогнозу компании, к 2028 г. общемировое число твердотельных батарей на транспорте достигнет 800 тыс. единиц. Для сравнения: количество электромобилей на аккумуляторах в период с 2015 по 2020 гг. выросло с 728 тыс. до 6,85 млн единиц, следует из данных Международного энергетического агентства (МЭА).
Альтернативы литий-ионным аккумуляторам находят применение не только в транспорте, но и в электроэнергетике. Стартап Gelion, основанный профессором Университета Сиднея Томасом Машмайером, разработал новые цинк-бромные аккумуляторы, которые используют реакцию между бромом и цинком для получения электрического тока, а гелевый раствор бромида цинка – для обеспечения его проводимости. Инновация будет опробована в 2022 г. на солнечной электростанции в провинции Наварра на севере Испании.
