Прототип твердотільного акумулятора підвищує щільність енергії майже на 25 відсотків

Твердотільні батареї мають потенціал зробити електромобілі набагато доступнішими та практичнішими, але їх комерційна розробка має цілу низку неправдивих обіцянок, які змусили б почервоніти повністю безпілотний електромобіль Tesla. Це означає, що повідомляти про них складно, але ми бачимо деякі багатообіцяючі новини від Imec, добре відомого науково-дослідницького гіганта, що базується в Бельгії.

В рамках проєкту SOLiDIFY, що підтримується ЄС, компанія та її 13 партнерів виготовили прототип твердотільного акумулятора з щільністю енергії 1070 Вт-год/л, що майже на 25 відсотків вище, ніж у найкращих літій-іонних елементів (800 Вт-год/л). Ще краще те, що в ньому використовується виробничий процес, який працює при кімнатній температурі, адаптується до існуючих лінійок літій-іонних батарей і, за прогнозами, коштуватиме менше ніж 150 євро (близько 167 доларів США) за кВт-год, порівняно з приблизно 140 доларами за кВт-год для сучасних батарей. «Цей процес є перспективним для доступного промислового трансферу», – пише Imec у своєму пресрелізі.

Проривом стало так зване затвердіння «рідина-тверде тіло». Це означає, що у твердому електроліті прототипу використовується «легована полімеризована іонна рідина» в тонкому 50-мікрометровому шарі. З одного боку електроліт оточений композитним катодом високої ємності, а з іншого — тонким літій-металевим анодом, що утворює компактний стек елементів батареї.

Консорціум зміг збільшити швидкість заряду елемента до трьох годин і термін служби до 100 циклів, подолавши проблеми механічної міцності та просочення катода. Використання кобальту також було зменшено завдяки нанесенню нанометрових захисних покриттів.

Очевидно, що час заряджання та кількість циклів потрібно покращити (сучасні літій-іонні автомобільні акумулятори можна заряджати 2000 разів, а деякі з них — менше ніж за годину). Крім того, технологія потребує подальшого масштабування, щоб бути практичною на промисловому рівні. Однак це варте зусиль, оскільки твердотільні акумулятори з часом можуть забезпечити кращу щільність енергії, менший час заряджання і кращу безпеку, і все це за нижчою ціною.