Чтобы поставить электромобиль, который дешевле, безопаснее и способен проехать 500 миль без подзарядки, автомобилестроению нужен прорыв в технологии аккумуляторов. Проще сказать, чем сделать.

Ученые из Японии, Китая и США являются одними из тех, кто пытается взломать код о том, как значительно увеличить количество энергии, которое аккумуляторная батарея может хранить, и привести дальность движения электромобиля в соответствие с полным баком газа. В этом стремлении основное внимание уделяется твердотельной технологии — переделке внутренней архитектуры батареи, в которой используются твердые материалы вместо легковоспламеняющихся жидкостей для зарядки и разрядки. Эта технология обещает существенные улучшения существующих литий-ионных батарей, которые, по словам автопроизводителей, выходят за пределы своих возможностей хранения и могут никогда не обеспечить достаточную мощность для моделей на большие расстояния.

Чтобы поставить электромобиль, который дешевле, безопаснее и способен проехать 500 миль без подзарядки, автомобилестроению нужен прорыв в технологии аккумуляторов. Проще сказать, чем сделать.

Ученые из Японии, Китая и США являются одними из тех, кто пытается взломать код о том, как значительно увеличить количество энергии, которое аккумуляторная батарея может хранить, и привести дальность движения электромобиля в соответствие с полным баком газа. В этом стремлении основное внимание уделяется твердотельной технологии — переделке внутренней архитектуры батареи, в которой используются твердые материалы вместо легковоспламеняющихся жидкостей для зарядки и разрядки. Эта технология обещает существенные улучшения существующих литий-ионных батарей, которые, по словам автопроизводителей, выходят за пределы своих возможностей хранения и могут никогда не обеспечить достаточную мощность для моделей на большие расстояния.

Если это удастся освоить, твердотельная технология может помочь ускорить гибель автомобиля с двигателем внутреннего сгорания и потенциально сократить время зарядки электромобиля до 10 минут с нескольких часов. Сеть нагнетателей, построенная компанией Tesla Inc. , которая в настоящее время предлагает одни из самых быстрых периодов зарядки, требует приблизительно 30 минут, чтобы довести запас хода автомобиля до 80 процентов.

«Мы не видим другого способа достичь этого без твердотельной технологии», — сказал Тед Миллер, старший менеджер по стратегии хранения и исследования энергии в Ford Motor Co., базирующийся в Детройте, который изучал различные технологии, направленные на создание более мощных технологий. EV аккумулятор. «То, что я не могу сейчас предсказать, это то, кто собирается коммерциализировать это».

В настоящее время лучший прототип с твердотельными батареями является достаточно мощным, чтобы проехать один человек на парковке Toyota Motor Corp. возле японской горы Фудзи. Над этой задачей работают автомобильные компании, такие как Daimler AG и Fisker Inc., а также китайский литиевый гигант , французская нефтяная компания Total SA и дочерние компании Массачусетского технологического института и Стэнфордского университета. Fisker может провести тестирование транспортных средств уже в этом году, а сроки Toyota и Daimler продлятся до 2020-х годов.

Ставки огромны. Ожидается, что принятие электромобилей уже послужит стимулом экспоненциального роста литий-ионных аккумуляторов, что является заменой двигателя внутреннего сгорания. В последнем отчете BloombergNEF говорится, что в 2017 году на электрические автобусы и легковые автомобили приходилось 44 гигаватт-часа потребности в литий-ионных батареях, а к 2030 году прогнозируется рост спроса до 1500 гигаватт-часов в год. Любой, у кого есть жизнеспособная твердотельная батарея, способная превзойти литий-ионную технологию, может получить преимущество на рынке всех электромобилей, которые к 2025 году будут стоить около 84 миллиардов долларов по сравнению с 23 миллиардами в настоящее время, согласно данным UBS Group AG.

Литий-ионная технология, стандартная на протяжении десятилетий в мобильных телефонах и персональной электронике, прежде чем перейти к электромобилям и накопителям энергии, использует жидкий электролит для перемещения ионов между анодом и катодом для зарядки или разрядки аккумулятора. Твердотельная батарея, как следует из названия, заменяет эту жидкость твердым материалом, таким как керамика, стекло или полимер.

Это должно снизить риск воспламенения батарей и предусмотреть более тонкие элементы и более мелкие упаковки, которые помещаются под сиденьем автомобиля. Исследователи также хотят соединить твердый электролит с анодом из металлического лития, чтобы улучшить плотность энергии и позволить электромобилям преодолевать большие расстояния без остановки.