Твердотельные батареи – будущее?

3 января 2024 года PowerCo заявила об успешном испытании твердотельных аккумуляторов QuantumScape, которые сохранили 95% емкости после 1000 циклов зарядки-разрядки. В сентябре 2023 года, Solid Power отправила первую партию образцов твердотельных батарей BMW для испытаний, с планами выпуска прототипа автомобиля к 2025 году. Toyota также планирует коммерциализировать технологию к 2027-2028 гг.

В жидкостных аккумуляторах (LiB) побочные реакции, как образование дендритов лития, могут вызвать короткое замыкание и возгорание батареи. Жидкий электролит легко воспламеняется, что увеличивает риск возгорания и взрыва при высоких температурах или внешних воздействиях. 

Твердотельные электролиты в твердотельных батареях (ASSB) стабильны, безопасны, и менее склонны к возгоранию и разложению. Они обладают лучшей стабильностью и механическими свойствами, что помогает подавлять литиевые дендриты и повышает безопасность аккумуляторов. 

Активные материалы с высокой энергетической плотностью (батареи на основе литий-металлических анодов), достигают плотности энергии более 500 Втч/кг, превосходя жидкостные с пределом 350 Втч/кг. Традиционные LiB приблизились к своему пределу, оставляя мало возможностей для увеличения эффективности. Также ASSB обеспечивает хорошую температурную адаптацию (-30 до 100°C) и высокую мощность, показывая лучший рабочий диапазон и быструю зарядку аккумуляторов электромобиля. Твердотельные батареи обещают большую емкость и дальность. Зарядка займет всего 10–15 минут до 80%, и они выдерживают в 5 раз больше циклов. Плюс, их производство оказывает на 39% меньшее влияние на климат.

Технология ASSB еще не достигла массового производства из-за проблем с подготовкой материалов и оборудованием. Однако, получив поддержку и инвестиции от многих стран, производство станет массовым в течение 3-5 лет.