Все больше компаний участвуют в гонке по созданию нового поколения аккумуляторов для электрокаров. Инвесторы стремятся как можно раньше выявить перспективную технологию. За первые полгода 2018 вложения в такие стартапы составили $1,6 млрд — это в два раза больше, чем за весь 2017, пишет Quartz.
Стартап по производству твердотельных батарей Solid Power только что получил $20 млн инвестиций от Samsung, Hyundai Cradle, Sanoh Industria и Solvay SA. Это произошло через девять месяцев после сделки, заключенной с BMW AG, которая предполагает совместную разработку аккумуляторов для электрических авто.
Solid Power позиционирует свою технологию как прямого конкурента литий-ионным батареям, доминирующим на рынке сейчас, сообщает Bloomberg. Стандартные аккумуляторы состоят из четырех компонентов: двух электродов, которые держат заряд; жидкого электролита, который проводит заряд между электродами, а также сепаратора, который не дает электродам соприкасаться.
К аккумуляторам нового поколения предъявляют два ключевых требования: им нужно накапливать больше заряда, обладая тем же объемом и весом, а также быть безопасными. Поэтому химикам придется использовать материалы с большей плотностью энергии и надеяться, что они не взорвутся.
Сторонники твердотельных аккумуляторов уверены, что они гораздо безопаснее. Во-первых, не нужно использовать жидкие электролиты и сепараторы — в нынешних батареях это самые легковоспламеняемые части. Во-вторых, твердые электролиты могут одновременно выполнять функцию сепаратора. А значит, освободившееся место можно занять более энергоемкими материалами. И в третьих, избавление от жидкого электролита позволит использовать литий-металлические аноды.
В теории такая комбинация позволит создать в два раза более энергоемкие, безопасные и дешевые аккумуляторы.
Увы, долгое время твердотельные аккумуляторы оставались технически нереализуемой задумкой. Прототипы выдавали прекрасные результаты, но стоило сделать их побольше, как эксперимент проваливался. Главная причина в том, что передавать заряд от одного электрода к другому гораздо проще в жидком электролите, чем в твердом. Если же химикам удавалось подобрать идеально проводящий твердый материал, то для массового производства он получался слишком дорогим.
Solid Power в своих разработках опираются на исследование Колорадского университета в Боулдере. Совместными усилиями инженерам и ученым удалось найти идеальные материалы для твердотельных аккумуляторов, которые прекрасно проводят заряд и стоят недорого.
Для их создания используются доступные катодные материалы, по производительности близкие к предельным теоретическим значениям, а также литий-металлические аноды в сочетании с твердым электролитом из лития, серы и фосфора.
Стартап буквально вручную создал прототип размером с обычную батарейку, что является стандартом индустрии на этапе тестирования. Она выдержала 200 циклов зарядки-разрядки, будучи абсолютно надежной. Ее энергоплотность — 300 ватт-час на килограмм. Это больше, чем у стандартных литий-ионных батареек (250 Вт*ч/кг).
Главный недостаток — то, что новая твердотельная батарейка пока работает только при комнатной температуре и выше — до 150 °C. Тем не менее, эксперты подчеркивают, что это прекрасный результат на такой ранней стадии.
Получив $20 млн инвестиций, Solid Power построит маленькую фабрику в Луисвилле, штат Колорадо. Со временем стартап собирается масштабировать технологию до уровня Gigafactory, а пока компания будет работать над тем, чтобы довести стоимость производства до $100 за кВт*ч — это треть стоимости современных литий-ионных аккумуляторов.
Как только фабрика заработает, Solid Power заключит контракты с фармацевтическими, нефтегазовыми и оборонными организациями, чтобы протестировать свои технологии в самых разных условиях. Если испытания пройдут успешно, первые батареи появятся на рынке через 18 месяцев.
О готовности вывести в производство батареи нового типа сообщила и другая американская компания — Ionic Materials. Стартап амбициозно заявляет о совершенных прорывах в безопасности, долговечности и эффективности аккумуляторов. Компания намерена двигаться к коммерциализации данной технологии и перемещению ее из научных лабораторий в курсирующие по городам электрокары.
