Электромобили ждёт революция: твердотельные батареи появятся уже к 2028 году

Что сулят твердотельные аккумуляторы

Как сообщает НВ — Техно: Твердотельные батареи (SSB) способны кардинально изменить расклад сил на рынке электрокаров, составив серьёзную конкуренцию привычным литий-ионным источникам питания. Их главные козыри - более высокая энергоёмкость, повышенная безопасность и возможность ultra-fast зарядки. Правда, на пути к массовому внедрению стоят серьёзные препятствия: образование дендритов и сложности масштабирования производства. Сразу несколько крупных игроков - QuantumScape, Solid Power, Factorial Energy и Toyota - ведут активные разработки, рассчитывая выпустить первые коммерческие модели уже в 2027–2028 годах. Полномасштабное же распространение технологии, по оценкам экспертов, начнётся не раньше 2035 года.

Сильные стороны и узкие места SSB

В основе современных электромобилей чаще всего лежат литий-ионные аккумуляторы с жидким электролитом. В твёрдотельных же аналогах используется твёрдый электролит - керамика, полимеры или стеклоподобные составы. Некоторые версии SSB могут быть полутвёрдыми или содержать минимальное количество жидкости для улучшения проводимости. Согласно данным Института системных и инновационных исследований Фраунгофера, плотность энергии твёрдотельных батарей способна достигать 350–500 Вт·ч/кг, тогда как у лучших современных литий-ионных образцов этот показатель не превышает 300 Вт·ч/кг.

Ещё один важный плюс - снижение углеродного следа: по некоторым оценкам, SSB могут уменьшить его на 39% по сравнению с литиевыми батареями. В 2023 году Toyota заявила, что её будущие модели на твёрдотельных элементах смогут заряжаться с 10 до 80% всего за 10 минут. Однако нерешённой остаётся проблема дендритов - нитевидных кристаллов, способных вызвать короткое замыкание. Как отмечается в обзоре журнала Nature Energy, универсального способа борьбы с этим явлением пока не существует.

Компании QuantumScape (в которую инвестирует Volkswagen) и Solid Power уже запустили пилотные производственные линии. Mercedes-Benz совместно с Factorial Energy протестировали модифицированную версию Mercedes EQS, оснащённую твёрдотельной батареей. Прототип продемонстрировал впечатляющий запас хода - около 1205 км на одной зарядке, причём энергоёмкость аккумулятора оказалась на 25% выше, чем у стандартного, при тех же габаритах и массе. Stellantis также заключила соглашение с Factorial Energy: их батареи FEST способны заряжаться с 15 до 90% примерно за 18 минут при комнатной температуре, сохраняя энергоёмкость 375 Вт·ч/кг даже после 600 циклов.

Toyota и Idemitsu совместно строят заводы по выпуску твёрдых электролитов на основе сульфида лития, планируя запустить серийные электромобили с SSB к 2027–2028 годам. Япония ставит целью коммерциализировать полностью твёрдотельные аккумуляторы примерно к 2030 году. В Евросоюзе в 2024 году стартует научно-исследовательский проект HyLiST, нацеленный на развитие этой технологии. Тем не менее аналитики BloombergNEF прогнозируют, что к 2035 году доля SSB в мировом спросе составит лишь 10% - в первую очередь их будут устанавливать на премиальные модели.

Твёрдотельные аккумуляторы обладают колоссальным потенциалом для электротранспорта благодаря высокой плотности энергии и снижению нагрузки на экологию. Однако технические сложности, в частности борьба с дендритами, пока остаются не до конца преодолёнными. Параллельно с усилиями автогигантов и стартапов важную роль играют исследовательские программы, способные ускорить выход SSB на рынок. Постепенная коммерциализация таких батарей способна серьёзно изменить всю индустрию электромобилей - и в первую очередь премиум-сегмент.

В то время как электромобили готовятся к революции благодаря твердотельным батареям, не менее интересные изменения происходят и в области аэромобилей. Эти инновационные транспортные средства уже начинают выходить на рынок, открывая новую эру в городской мобильности. Узнать больше о том, как аэромобили влияют на будущее транспорта, можно в нашем материале о коммерческом запуске аэромобилей.