Что будет с аккумуляторами в 2023 году

Ожидайте в этом году новые химические составы аккумуляторов для электромобилей и рост производства благодаря государственному финансированию.

С каждым годом мир все больше и больше работает на батарейках. В 2022 году электромобили превысили 10% мировых продаж автомобилей, и к концу этого десятилетия они могут достичь 30%.

Политика во всем мире только ускорит этот рост: недавнее климатическое законодательство в США вкладывает миллиарды в производство аккумуляторов и стимулирование покупки электромобилей. Европейский Союз и несколько штатов США ввели запрет на автомобили, работающие на газе, начиная с 2035 года.

Для перехода потребуется много батарей — причем более качественных и дешевых.

Сегодня большинство электромобилей питаются от литий-ионных аккумуляторов — технологии, созданной десятилетиями, которая также используется в ноутбуках и сотовых телефонах. Все эти годы развития помогли снизить цены и повысить производительность, поэтому сегодняшние электромобили приближаются по цене к автомобилям с бензиновым двигателем и могут проезжать сотни миль без подзарядки. Литий-ионные батареи также находят новые применения, в том числе для хранения электроэнергии в сети, что может помочь сбалансировать периодические возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия.

Но есть еще много возможностей для улучшения. И академические лаборатории, и компании ищут способы усовершенствовать эту технологию — повысить производительность, ускорить время зарядки и сократить расходы. Цель состоит в том, чтобы сделать еще более дешевые батареи, которые обеспечат дешевое хранилище для сети и позволят электромобилям преодолевать гораздо большие расстояния без подзарядки.

В то же время опасения по поводу поставок ключевых материалов для аккумуляторов, таких как кобальт и литий, подталкивают к поиску альтернатив стандартной литий-ионной химии.

В условиях растущего спроса на электромобили и возобновляемые источники энергии, а также стремительного развития аккумуляторов одно можно сказать наверняка: аккумуляторы будут играть ключевую роль в переходе к возобновляемым источникам энергии. Вот чего ожидать в 2023 году.

Некоторые кардинально отличающиеся подходы к батареям для электромобилей могут увидеть прогресс в 2023 году, хотя, вероятно, потребуется больше времени, чтобы они оказали коммерческое воздействие.

Одним из достижений, за которым стоит следить в этом году, являются так называемые твердотельные батареи. В литий-ионных батареях и связанных с ними химических элементах используется жидкий электролит, который перемещается по кругу; твердотельные батареи заменяют эту жидкость керамикой или другими твердыми материалами.

Этот обмен открывает возможности, позволяющие упаковать больше энергии в меньшее пространство, потенциально увеличивая запас хода электромобилей. Твердотельные батареи также могут перемещать заряд быстрее, что означает более короткое время зарядки. А поскольку некоторые растворители, используемые в электролитах, могут быть легковоспламеняющимися, сторонники твердотельных батарей утверждают, что они повышают безопасность, снижая риск возгорания.

Новый тип аккумулятора наконец-то сможет сделать электромобили такими же удобными и дешевыми, как бензиновые.

В твердотельных батареях можно использовать широкий спектр химических веществ, но ведущим кандидатом на коммерциализацию является металлический литий. Quantumscape, например, сосредоточена на этой технологии и привлекла сотни миллионов инвестиций, прежде чем стать публичной в 2020 году. У компании есть соглашение с Volkswagen, по которому ее аккумуляторы могут устанавливаться в автомобили к 2025 году.

Но полностью заново изобрести батареи оказалось сложно, а литий-металлические батареи вызывают опасения по поводу деградации с течением времени, а также проблем при производстве. В конце декабря компания Quantumscape объявила, что доставила образцы партнерам-автомобилестроителям для тестирования, что стало важной вехой на пути к внедрению твердотельных батарей в автомобили. Другие производители твердотельных батарей, такие как Solid Power, также работают над созданием и тестированием своих батарей. Но хотя они могут достичь важных результатов и в этом году, их батареи не смогут использоваться в дорожных транспортных средствах в 2023 году.

Твердотельные батареи — не единственная новая технология, на которую следует обратить внимание. Натрий-ионные батареи также резко отличаются от обычных сегодня литий-ионных батарей. Эти батареи имеют конструкцию, аналогичную конструкции литий-ионных батарей, включая жидкий электролит, но вместо лития в них в качестве основного химического ингредиента используется натрий. Сообщается, что китайский гигант по производству аккумуляторов CATL планирует начать их массовое производство в 2023 году.