Будущее батарей для электромобилей: твёрдые электролиты и кремний

После множества экспериментов стало понятно, что твёрдые электролиты — лучший способ избежать создания опасных перезаряжаемых батарей. Компании, такие как Factorial и QuantumScape, разрабатывают твердотельные аккумуляторы с литиевыми анодами. Основательница Factorial, Сию Хуан, рассказала, что их батареи уже достигают более 600 циклов и могут заряжаться с 20% до 80% всего за 15 минут, при этом они на 40% легче и на 33% меньше в размере аналогичных устройств. QuantumScape выделяется благодаря своему уникальному керамическому разделителю, который заменяет электролит и при этом не горюч.

Factorial и QuantumScape, поддерживаемые крупными автопроизводителями, продолжают улучшать свои технологии, хотя проблема с образованием дендритов ограничивает их батареи всего несколькими сотнями циклов. Литиевые дендриты вступают в реакцию с электролитом, что приводит к его разложению и потере активного лития внутри аккумулятора. Рик Луббе из Group14 работает с анодами на основе кремния для литий-ионных батарей, которые уже сейчас показывают отличные результаты по плотности энергии и мощности. Его устройства могут заряжаться менее чем за 10 минут, что делает их многообещающими для использования в электромобилях.

Партнёры Group14 подтверждают, что их анодный материал помогает решать ключевые проблемы, позволяя разрабатывать батареи, которые можно зарядить всего за 90 секунд. Вскоре Group14 сможет производить достаточно кремниевого материала для создания новых батарей общей ёмкостью 30 ГВт⋅ч в год, чего хватит примерно для полумиллиона электромобилей. Руководители таких компаний, как QuantumScape и Factorial, не углубляются в сравнения своих технологий, понимая сложности, связанные с промышленным внедрением. Тем не менее, аноды Group14 с высоким содержанием кремния вскоре появятся в электромобилях. Хотя до сих пор улучшения EV в основном касались их конструкции, впереди нас ждут и другие серьёзные изменения, которые станут результатом многолетних разработок.