Литий-ионный аккумулятор изменил все, от телефонов до систем накопления энергии в электросетях, но его жидкий электролит имеет хорошо известный недостаток: склонность к возгоранию. Твердотельные батареи заменяют эту жидкость твердой керамикой или полимером и обещают более быструю зарядку, более длительный срок службы, большую плотность энергии в компактных блоках и значительно более низкую рабочую температуру. Новое поколение компаний надеется вывести эти батареи на рынок, и если им это удастся, технология может существенно облегчить переход от ископаемого топлива.
Более десяти лет твердотельные батареи описываются как технология, которая появится «через несколько лет». В лабораториях она работает, но проблемы остаются. В конструкциях, где твердый электролит сочетается с анодом из металлического лития, во время зарядки могут расти игольчатые дендриты, которые прокалывают электролит и вызывают короткое замыкание элемента. Многие твердые электролиты трескаются под таким давлением. Еще одно препятствие — производство в больших масштабах, поскольку электролитам требуются большие объемы бездефектных керамикоподобных листов и сухие помещения для сборки. Большинство производителей ожидает, что их цена сравняется с ценой литий-ионных батарей примерно к середине 2030-х годов.
QuantumScape, компания, поддержанная Биллом Гейтсом и основанная в Силиконовой долине в 2010 году, построила свою батарею на основе керамических материалов, которые, по ее словам, совместимы с литием и не допускают образования дендритов. Сооснователь и технический директор Тим Холм говорит, что компания около десяти лет училась обрабатывать этот материал. В 2025 году она объявила о масштабируемом методе, который сокращает термообработку керамики с нескольких дней до нескольких минут.
Другие игроки тоже продвигают эту технологию. Toyota, крупнейший автопроизводитель в мире, начала исследования в 2010 году и сотрудничает с Idemitsu Kosan над пилотным заводом, обещая автомобили, которые проезжают до 745 миль после зарядки в течение 10 минут или меньше. Китайская CATL, на долю которой приходится около 40% мирового рынка батарей, инвестировала почти 2,6 миллиарда долларов в исследования твердотельных батарей только в 2024 году. Mercedes оснастил седан EQS твердотельными батареями прошлой осенью, и автомобиль все еще имел запас хода после 750 миль непрерывной езды. Ранние версии таких автомобилей, вероятно, будут стоить дороже, поскольку любое удорожание обычно перекладывается на покупателей.
Источник: MIT Technology Review · Сводку подготовил HeadlinesBriefing