Scienty

Фото: img.freepik.com

Японская компания Toyota подтвердила свои намерения начать использовать твердотельные аккумуляторы в электромобилях в период с 2027 по 2028 год. По имеющейся информации, срок службы этих батарей может достигать 40 лет, что значительно превышает долговечность большинства современных аккумуляторов – примерно в четыре раза. Твердотельные батареи считаются перспективной технологией для электромобилей, поскольку они способны обеспечить запас хода более 1000 километров без необходимости подзарядки. Также предполагается, что новые батареи будут компактнее, легче и экономичнее в производстве по сравнению с существующими литий-ионными аккумуляторами.

В октябре Toyota заявила о достижении прорыва в разработке полностью твердотельных аккумуляторов. Компания заключила партнерство с Sumitomo Metal Mining для организации массового производства катодных материалов, необходимых для этого нового поколения технологий для электромобилей.
Твердотельные батареи заменяют легковоспламеняющийся жидкий электролит на твердый материал. Это повышает безопасность, плотность энергии и срок службы аккумуляторов. Они обладают более компактными размерами, большей мощностью и возможностью быстрой зарядки, что снижает риски перегрева. Эти улучшения способствуют увеличению расстояния пробега и быстрому пополнению заряда электромобилей. По этой причине твердотельная технология считается ключевым кандидатом для широкого внедрения в производство электромобилей после преодоления производственных сложностей.

В Toyota утверждают, что их новые твердотельные аккумуляторы смогут прослужить дольше, чем сами автомобили, для которых они созданы. Это открывает возможность их повторной установки в другие машины, что в перспективе позволит окупить более высокие первоначальные инвестиции. Как было заявлено на Токийском автосалоне, технология на начальном этапе будет дорогостоящей, а ее удешевление будет зависеть от объема спроса, наличия предложения и оптимизации производственных процессов. Предполагается, что батареи будут работать в четыре раза дольше, чем современные аккумуляторные блоки для электромобилей, что обеспечит владельцам значительную долгосрочную выгоду. Первоначально стоимость твердотельных аккумуляторов будет существенно выше, однако со временем она должна уменьшиться. Длительный срок службы позволяет использовать их в нескольких транспортных средствах, возможно, в двух или трех.

В отличие от традиционных литиевых батарей, которые обычно сохраняют 90% своей первоначальной емкости в течение десяти лет, твердотельные аккумуляторы созданы для удержания такого же объема емкости на протяжении сорока лет. Такая увеличенная продолжительность службы также способствует уменьшению выбросов углекислого газа, связанных с производством, поскольку для достижения аналогичного срока эксплуатации требуется всего один твердотельный аккумулятор вместо четырех обычных. Вероятно, первые твердотельные батареи найдут применение в автомобилях премиум-класса, таких как Lexus или Century, прежде чем распространятся на более доступные модели, например, на следующее поколение Toyota Corolla.

Toyota и Sumitomo с 2021 года ведут совместную работу над катодными материалами для твердотельных батарей, уделяя особое внимание решению существующих сложностей, таких как ухудшение характеристик катода при многократной зарядке и разрядке. Благодаря технологии синтеза порошков, разработанной Sumitomo, партнерство позволило создать прочный катодный материал. Начало серийного производства этих новых материалов запланировано на 2028 финансовый год в Японии, при этом Toyota станет первым покупателем, после чего они будут доступны на более широком рынке. Данное сотрудничество является частью общей стратегии Японии, направленной на создание устойчивой отечественной системы поставок аккумуляторов для электромобилей и уменьшение зависимости от Китая и Южной Кореи.

Хотя достигнут значительный прогресс, специалисты отмечают, что повсеместное использование твердотельных батарей потребует времени. Это связано с трудностями в обеспечении необходимым сырьем, сложными методами производства и высокими издержками. Однако недавние разработки компании Toyota свидетельствуют о поступательном движении к внедрению этой технологии, что является важным этапом в развитии электромобилей.