Агентство Reuters сообщило об аресте в США гражданина Канады Клауса Пфлюгбейла (Klaus Pflugbeil) при попытке продажи технологий, касающихся производства аккумуляторов, которые принадлежат производителю электромобилей Tesla. Бизнесмены из Лонг-Айленда, с которыми Пфлюгбейл заключил сделку, оказались агентами под прикрытием правоохранительных органов США.

Источник изображения: Tesla/Electrek.co

В заявлении бруклинской прокуратуры название Tesla не фигурирует — вместо этого сообщается о «компании–жертве», но все обстоятельства дела говорят о том, что была пресечена попытка продажи коммерческих секретов Tesla.

Как сообщили в прокуратуре, Клаус Пфлюгбейл, который ныне проживает в Китае, вместе с бизнес-партнёром Илонгом Шао (Yilong Shao) построили бизнес, используя коммерческие секреты, принадлежащие «ведущей американской компании по производству электромобилей». Прокуроры не назвали имя американской компании, но сообщили, что в 2019 году она приобрела канадского производителя линий по сборке аккумуляторов, что соответствует описанию сделки по поглощению Tesla канадской компании Hibar.

Оба ответчика по иску работали в Hibar, а после её приобретения Tesla они основали собственную компанию по производству и продаже систем, основанных на технологиях, которые принадлежат Tesla. Шао тоже предъявлено обвинение в сговоре с целью продажи коммерческих секретов, но он пока находится на свободе.

Злоумышленники пытались продать коммерческие секреты, касающиеся разработанной Hibar технологии, позволяющей запускать линии по производству аккумуляторов на высокой скорости, без пауз, что обеспечивает увеличение объёма выпуска в 5–10 раз. В случае признания виновным Пфлюгбейлу грозит до 10 лет тюремного заключения.

Кремний при производстве анодов тяговых батарей использовать дешевле, чем графит, но первый из материалов из-за своей склонности к линейному расширению при зарядке аккумулятора создаёт риск его разрушения в ходе эксплуатации. Калифорнийский стартап Coreshell предлагает решить проблему за счёт использования кремния металлургического класса, обеспечив рост ёмкости LFP-аккумуляторов без увеличения их стоимости.

Источник изображения: Unsplash, Priscilla Du Preez

Как отмечает TechCrunch, специалистам Coreshell пару лет назад удалось разработать покрытие для кремниевых анодов, которое сдерживает линейное расширение структур кремния при зарядке аккумуляторов, продлевая тем самым срок службы анодов. В сочетании с традиционным катодом на основе лития и фосфата железа (LFP) такие аноды позволяют создавать недорогие аккумуляторы с приемлемой плотностью хранения заряда, производство которых меньше зависит от минералов китайского происхождения. Для развития американской электромобильной промышленности это тоже весьма важный фактор, поскольку правительственная программа субсидирования продаж электромобилей отдаёт предпочтение транспортным средствам, чьи тяговые батареи используют меньше материалов из Китая.

Coreshell уже договорилась о поставке кремния металлургического класса с компанией Ferroglobe. Этот материал не так дорог, как кремний высокой степени очистки, а в удельном выражении для производства одной тяговой батареи его требуется меньше, чем графита для аккумулятора сопоставимой ёмкости. Всё это позволяет рассчитывать на снижение зависимости автомобильной промышленности США от импорта материалов из Китая, который контролирует три четверти мирового рынка графита.

Со следующего года Coreshell начнёт снабжать своими анодами производителей аккумуляторной мототехники, но со временем рассчитывает выйти и на рынок тяговых батарей для электромобилей, по крайней мере, к концу десятилетия. Первые образцы продукции Coreshell будут направлены клиентам в 2025 году.

Большинство производителей аккумуляторов и электромобилей ищут способы ускорения процесса зарядки тяговых батарей за счёт экспериментов с их химическим составом, но британские разработчики из Breathe Battery Technologies уверяют, что есть и иной путь — одним лишь контролем алгоритмов можно сократить время зарядки на величину от 15 до 30 %.

Источник изображения: Volvo Cars

Компания Volvo Cars, выпускающая легковые электромобили и гибриды под крылом китайской Geely, вложила некоторую сумму в этот британский стартап, который родился в недрах Имперского колледжа Лондона, как сообщает ресурс Ars Technica. Соглашение между партнёрами не является исключительным, и это значит, что вслед за Volvo данную технологию управления процессом заряда аккумуляторов смогут использовать любые компании, просто шведский автопроизводитель окажется первым из них.

Поставщики современных аккумуляторных батарей обычно прописывают оптимальные для них условия зарядки раз и навсегда, следуя определённому шаблону, который просто не может учитывать всех тонкостей состояния конкретной батареи или условий её зарядки и эксплуатации. Британский стартап предлагает использовать обратную связь от встроенных в батарею датчиков, чтобы с помощью встраиваемых процессоров и программных алгоритмов предлагать тот режим зарядки, который оптимален для каждого конкретного экземпляра тяговой батареи. Только за счёт этого время восполнения заряда можно сократить на 15–30 %, как утверждают разработчики.

Со стороны Volvo внедрение этой технологии не потребует дополнительных усилий по совершенствованию аппаратной базы электромобилей — всё будет работать на имеющихся компонентах, достаточно лишь внедрить соответствующие программные алгоритмы. Теоретически, такой подход позволяет улучшить условия зарядки аккумуляторов ноутбуков и всевозможных устройств, поэтому технология Breathe Battery Technologies наверняка получит достойное распространение в разных сегментах рынка. Volvo пока не уточняет, какие модели её электромобилей и когда возьмут на вооружение это ноу-хау.

Финский стартап Polar Night Energy объединился с местной компанией централизованного теплоснабжения для строительства на юге Финляндии системы хранения тепловой энергии промышленного масштаба. В системе на основе песка в качестве накопителя будет использоваться мыльный камень — побочный продукт производителя каминов и печей отопления.

Демонстратор мощностью 100 кВт ёмкостью 8 МВт·ч. Источник изображения: Polar Night Energy

Ранее компания Polar Night Energy уже создала и запустила подобную тепловую установку мощностью 100 кВт и ёмкостью 8 МВт·ч тепловой энергии, так что опыт у неё есть и рабочие технологии тоже. Прошлый демонстратор представлял собой вертикальное хранилище тепла высотой 7 м и диаметром 4 м на основе обычного, только очищенного от грязи песка. Новая установка будет высотой 13 м и шириной 15 м. На пике она будет отдавать 1 МВт тепловой мощности и хранить до 100 МВт·ч тепловой энергии.

Есть и другие отличия по проектам. Демонстратор накапливал излишки тепловой энергии из системы отопления и от работы серверов. Теплообменник был погружён в песок в центре ёмкости, и других источников тепла не было. В новом проекте теплоёмкий накопитель будет нагреваться излишками электроэнергии от солнечной или ветровой электростанции. Запасённой тепловой энергии должно хватить на нужды общины Порнайнен на юге Финляндии на месяц летом и на неделю зимой, обслуживая, тем самым, около 5 тыс. человек населения.

Вместо песка решено использовать чуть более теплоёмкое решение — измельчённые отходы местного производителя облицовки из такого теплоёмкого материала, как талькохлорит или мыльный камень. На реализацию проекта отводится 13 месяцев. Переход на «песчаное отопление» позволит на 70 % снизить выбросы парниковых газов в общине, связанных с отоплением.

До полудня 9 марта ожидается вход в атмосферу Земли 2630-килограммового блока EP9 (Exposed Pallet 9) отработанных аккумуляторов, сброшенного с МКС в марте 2021 года. На тот момент это был самый массивный объект, выброшенный со станции. Данный способ утилизации отработанного оборудования является обычной практикой — такие объекты чаще всего благополучно сгорают в атмосфере.

Источник изображения: twitter.com/planet4589

В преддверии этого события немецкое Федеральное управление по защите населения и помощи при стихийных бедствиях опубликовало заявление: «Ожидается, что между полуднем 8 марта и полуднем 9 марта войдёт в атмосферу Земли и, возможно, распадётся крупный космический объект. Объект представляет собой аккумуляторные батареи с Международной космической станции (МКС). Возможны световые явления или ощущение звукового удара». Вероятность падения обломков объекта на территории Германии в ведомстве оценили как очень низкую.

Источник изображения: twitter.com/Marco_Langbroek

Астроном Джонатан Макдауэлл (Jonathan McDowell) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики уточнил, что вход блока аккумуляторов в атмосферу ожидается между 12:30 по Гринвичу (15:30 мск) 8 марта и 8:30 по Гринвичу (11:30 мск) 9 марта. Специалист по слежению за спутниками Марко Лангбрук (Marco Langbroek) сообщил, что ему удалось снять пролёт объекта над Нидерландами.

EP9 доставил на МКС 20 мая 2020 года японский корабль HTV-9. Он содержал шесть сменных блоков литийионных аккумуляторов, которые во время выхода в открытый космос были установлены вместо никель-водородных батарей.

Автопроизводители и поставщики тяговых аккумуляторов активно занимаются разработкой батарей нового типа с твердотельным электролитом, которые призваны увеличить плотность хранения энергии и тем самым либо снизить массу транспортного средства, либо увеличить дальность хода без подзарядки. Samsung утверждает, что в 2027 году сможет начать массовый выпуск твердотельных аккумуляторов, которые увеличивают объёмную плотность хранения заряда на 40 %.

Источник изображения: Samsung SDI

Если быть точнее, как сообщает Nikkei Asian Review, представители Samsung SDI на выставке InterBattery в Южной Корее сообщили, что разрабатываемые ими тяговые твердотельные аккумуляторы смогут предложить плотность хранения заряда 900 Вт‧ч/л, а это является улучшением на 40 % по сравнению с имеющимися технологиями. Помимо увеличения плотности хранения заряда и снижения массы, аккумуляторы с твердотельным электролитом позволяют повысить безопасность с точки зрения угрозы возгорания, а также ускорить сам процесс восполнения заряда.

В прошлом году Samsung SDI уже запустила пилотную производственную линию в Сувоне недалеко от южнокорейской столицы, а сейчас занимается совершенствованием технологии массового производства аккумуляторов с твердотельным электролитом с целью повышения уровня выхода годной продукции. В прошлом году Samsung SDI также учредила команду специалистов по продвижению твердотельных батарей на рынок, и начала готовить крупных клиентов типа BMW к возможности их использования в будущем. В текущем году начались поставки образцов твердотельных аккумуляторов Samsung SDI ведущим автопроизводителям мира. Производственные планы по выпуску таких аккумуляторов будут формироваться на основе оценки уровня спроса.

Hyundai Motor тоже собирается начать производить твердотельные аккумуляторы с 2027 года, а Toyota к 2027–2028 годам рассчитывает начать продажи серийных электромобилей с твердотельными аккумуляторами. Компания располагает более чем 1000 патентами в области разработки твердотельных батарей. Европейские автопроизводители пытаются финансировать профильные разработки через разного рода стартапы. Китайские автопроизводители BYD, CATL и Nio тоже разрабатывают тяговые аккумуляторы твердотельного типа. Nissan и Honda собирается выпускать твердотельные аккумуляторы собственными силами.

Samsung SDI использует твердотельные электролиты сульфидного типа. Сами аккумуляторные ячейки имеют безанодную конфигурацию, обеспечивая более высокие характеристики по сравнению с батареями, использующими литиевый анод.

Группа учёных во главе с командой из Китайского университета Чжэцзян разработала электролит, обещающий значительно улучшить эксплуатацию литиевых аккумуляторов в сильные морозы и жару. Для такого универсального электролита он должен обладать рядом несовместимых свойств, обеспечивая высокую ионную проводимость как в жару, так и в холод. Если верить новой научной работе, учёные смогли изобрести универсальную формулу и готовы её продвигать.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Не секрет, что электромобили всё ещё пугают многих автолюбителей как длительным временем заряда аккумуляторов, так и неуверенностью в стабильной работе тяговых аккумуляторов в неидеальных погодных условиях — в жару и холода. Предложенный китайскими учёными электролит обещает без проблем работать в режимах заряда и разряда даже при охлаждении до -70 °C, сохраняя характеристики также при нагреве до 50 °C. Если подобные аккумуляторы начнут появляться в электромобилях, то вера в электротранспорт определённо окрепнет.

Основной секрет новой технологии заключается в подборе растворителя на основе молекул как можно меньшего размера. В частности, исследователи провели серию экспериментов с растворителем под названием фторацетонитрил (FAN), который, по их словам, позволяет литийионным батареям одновременно достигать высокой плотности энергии, быстрой зарядки и широкого диапазона рабочих температур.

Как пишут исследователи в аннотации к научной работе, литийионные аккумуляторы для электромобилей и авиации требуют высокой плотности энергии, быстрой зарядки и широкого диапазона рабочих температур, что практически невозможно, поскольку это означает, что электролиты одновременно будут обладать высокой ионной проводимостью, низкой энергией сольватации и низкой температурой плавления с образованием анионной неорганической промежуточной фазы. В работе приводятся рекомендации по разработке таких электролитов с использованием растворителей с молекулами небольшого размера с низкой энергией сольватации. О практическом внедрении разработки ничего не известно.

Четыре года назад французская Avenir Telecom, владеющая лицензией на использование бренда Energizer, на ежегодной выставке MWC представила смартфон с аккумулятором ёмкостью 18 000 мА·ч. С тех пор инженеры компании не сидели без дела и уже на MWC 2024 разработчик показал широкой публике смартфон Hard Case P28K, главной особенностью которого является аккумулятор на 28 000 мА·ч.

Источник изображения: Jon Porter / The Verge

Как и предыдущая модель, Hard Case P28K будет продаваться под брендом Energizer. Таким образом, аппарат Energizer Hard Case P28K получил самый ёмкий аккумулятор, когда-либо устанавливаемый на производимые серийно смартфоны. По заявлению разработчиков, одного заряда батареи достаточно для обеспечения автономной работы устройства в течение недели. В режиме разговора смартфон может работать без подзарядки до 122 часов (более 5 дней), а в режиме ожидания автономность возрастает до 2252 часов (почти 94 дня). Аккумулятор поддерживает быструю зарядку мощностью до 33 Вт.

Источник изображения: Avenir Telecom

Недостатком смартфона является невпечатляющие аппаратные характеристики, а также размер и вес. Из-за того, что аппарат оснащён столь мощным аккумулятором, его толщина составляет 27,8 мм, а вес — 570 г, что более чем втрое превышает толщину и вес iPhone 15. Так что людям, которые ищут изящное устройство, новинка точно не подойдёт.

Jon Porter / The Verge

Что касается других параметров, то отметим отсутствие поддержки сетей связи пятого поколения (5G). В качестве аппаратной основы выбран невзрачный микропроцессор MediaTek MT6789, который дополняют 8 Гбайт оперативной памяти и накопитель на 256 Гбайт. В конструкции предусмотрен 6,78-дюймовый ЖК-дисплей с поддержкой разрешения 1080p и тройная основная камера. В качестве программной платформы задействована Google Android 14.

Avenir Telecom планирует продавать Energizer Hard Case P28K по цене в $250. Смартфон поступит в продажу в октябре этого года.

Учёные продолжают искать альтернативу популярным литийионным аккумуляторам и когда-нибудь количество исследований обязательно перейдёт в качество. А пока исследователи из Австралии поделились новой и потенциально перспективной разработкой — аккумулятором RAZB на цинк-ионном обмене с электролитом из обычной воды. Такие батареи будут пожаробезопасными и полностью утилизируемыми, что также обещает сделать их более доступными.

Источник изображений: RMIT University

Посвящённая разработке работа опубликована в журнале Advanced Materials. В ней учёные из Мельбурнского королевского технологического института (RMIT) вместе с коллегами из других учреждений сообщили, как они добились устойчивой работы аккумулятора на основе цинка и воды. Отметим, что прототип аккумулятора был существенно меньшей ёмкости, чем аналогичный литийионный элемент, но оказался сравним с ним по количеству циклов заряда и разряда, что само по себе делает разработку интересной.

Создавая цинк-ионный элемент с водным электролитом учёные решали две главные задачи. Во-первых, необходимо было предотвратить образование дендритов — металлических шипообразных отложений на электродах, которые нарастают по мере работы аккумуляторов и ведут к короткому замыканию. Во-вторых, в процессе работы аккумулятора из воды начинал выделяться водород. Этот процесс также необходимо было замедлить, иначе он вёл к порче аккумулятора.

Для борьбы с дендритами было подобрано покрытие для электродов из вольфрама и оксидов. Эксперименты показали, что это уменьшило отложения на электродах и увеличило жизненный цикл аккумуляторов. Для снижения образования водорода из водного электролита было предложено решение по регулированию уровня кислотности раствора. В целом прототип и выбранное направление признаны успешными и продолжат развиваться.

В то же время исследователи считают более перспективными магний-ионные аккумуляторы. Созданный ими прототип обладал плотностью энергии 75 Вт·ч/кг. Это примерно 30 % от современных массовых литийионных аккумуляторов, и с этим уже можно работать.

Более лёгкий, чем альтернативные металлы, такие как цинк и никель, магний обеспечивает превосходную плотность энергии. Он обещает более быстрое время зарядки и повышенную мощность поддержки энергоёмких устройств и приложений.

«Следующий шаг — увеличить плотность энергии наших водных аккумуляторов за счёт разработки новых наноматериалов в качестве электродных материалов», — обещают учёные.

Аккумуляторы имеют определённый ресурс по циклам разрядки и зарядки, поэтому для владельцев смартфонов важно знать, когда они потребуют замены в силу ухудшения своей способности сохранять заряд. Компания Apple недавно порадовала владельцев смартфонов семейства iPhone 15, сообщив, что их батареи способны сохранить до 80 % первоначальной ёмкости после 1000 циклов разрядки и зарядки.

Источник изображения: Apple

Конечно, данный показатель справедлив только для неких идеальных условий, но и эта оценка в два раза превосходит ориентировочный ресурс аккумуляторов iPhone предыдущих поколений, который Apple оценивала в 500 циклов. По словам представителей компании, она постоянно улучшает потребительские характеристики используемых аккумуляторных батарей и совершенствует систему управления питанием компонентами смартфона, которая также влияет на расход заряда. Не исключено, что весьма оптимистичная оценка была обусловлена изменениями в методике расчёта ресурса, которую Apple не детализирует.

В бета-версии iOS 17.4 компания Apple упростила владельцам iPhone 15 доступ к информации о состоянии аккумулятора смартфона. Количество циклов зарядки и разрядки тоже учитывается, поэтому пользователь может без труда спрогнозировать примерный ресурс батареи при текущей интенсивности эксплуатации. Программная оптимизация с учётом привычек пользователя тоже позволяет продлить ресурс аккумулятора смартфона. Владелец может ограничить предел заряда на 80 % ёмкости аккумулятора, тем самым дополнительно увеличивая его эксплуатационный ресурс.

Исследователям Стэнфордского университета удалось установить, что литийметаллические аккумуляторы способны увеличивать свой срок службы, если их время от времени полностью разряжать и оставлять в таком состоянии. Одновременно после такой манипуляции повышается фактическая ёмкость аккумулятора, как показало исследование.

Источник изображения: Samsung SDI

По информации Electrek, такими выводами в своей статье в журнале Nature делится студент Стэнфордского университета Вэньбо Чжан (Wenbo Zhang), который занимается материаловедением и инженерными дисциплинами. Авторами исследования был найден простейший и доступнейший способ улучшения эксплуатационного ресурса литийметаллических аккумуляторов. Оставляя их в разряженном состоянии на какое-то время, можно добиться не только восстановления утраченной ёмкости, но и эксплуатационного ресурса батареи. Реализовать этот эффект можно исключительно за счёт программного обеспечения, управляющего процессом заряда аккумуляторов, а потому экономический эффект от внедрения этого новшества будет весьма высоким.

Как правило, литийметаллические аккумуляторы способны на 30 % превосходить литийионные по удельной ёмкости в пересчёте на массу, но при этом они уступают им в эксплуатационном ресурсе, поэтому применять их на том же электротранспорте достаточно проблематично. Американские исследователи выяснили, что нивелировать этот недостаток частично можно за счёт изменения алгоритма зарядки. Правда, пользователь при этом должен понимать, что эксплуатируемое им устройство или транспортное средство в какой-то момент захочет «отдохнуть» с разряженной батареей, чтобы частично восстановить её ресурс. Программное обеспечение должно выбирать удобный для человека период для проведения подобных технических мероприятий. Впрочем, ПО можно настроить таким образом, чтобы ячейки в составе батареи «тренировались» поочерёдно, без ущерба для общей доступной пользователю ёмкости.

В процессе эксплуатации аккумуляторов литийметаллического типа формируются отдельные частички лития, которые не возвращаются обратно в электролит при регулярных циклах зарядки и разрядки, тем самым сокращая ресурс анода. Учёным в ходе эксперимента удалось частично вернуть эти крохотные кусочки лития в состав анода, оставив аккумулятор в разряженном состоянии всего на один час. Этим способом можно восстанавливать не только рабочую ёмкость литийметаллических аккумуляторов, но и увеличивать срок их службы. Поскольку типовая тяговая батарея электромобиля содержит до 4000 аккумуляторных ячеек, программным способом их можно реабилитировать поочерёдно, не создавая особых неудобств при эксплуатации.

Китайские учёные в журнале Nature опубликовали статью, в которой рассказали о разработке кальциевого аккумулятора потенциально лучшего, чем традиционные литиевые элементы. Интереснейшей особенностью новых кальциевых батарей обещает стать их способность производиться в виде тонких нитей, из которых можно будет изготовить ткань. Это также откроет путь к новым носимым устройствам и умной одежде.

Белая нить — это вплетённый в обычную ткань аккумулятор. Источник изображения: Fudan University

Когда-нибудь нам придётся распрощаться с литиевыми аккумуляторами по одной простой причине — его запасы на Земле ограничены. Зато кальция на Земле в тысячи раз больше, чем лития. Но это не единственная причина, по которой нам необходимо искать замену литийсодержащим аккумуляторам. Вопросы безопасной эксплуатации литиевых аккумуляторов также стоят на повестке дня, и их никто не снимал. Кальциевые элементы питания в этом плане сама невинность, на что также важно делать ставку.

Учёные давно подбираются к кальциевым соединениям, как к потенциальной альтернативе литию. Наиболее перспективными считаются кальциево-кислородные аккумуляторы, которые в процессе отдачи тока его потребителю (при разряде) берут кислород прямо из воздуха. Это очевидным образом поднимает химическую отдачу такого элемента до максимально возможного теоретического значения, ведь внутренний ресурс батареи освобождается от необходимости хранить этот компонент.

Глобальным недостатком кальциево-кислородных аккумуляторов считалась проблема образования мёртвого балласта в виде оксида кальция. Пока идёт разряд — кальцийсодержащий электрод взаимодействует с атмосферным кислородом и это ведёт к высвобождению электронов с попутным образованием оксида кальция — всё хорошо. Но обратной реакции по превращению оксида кальция в чистый кальций с высвобождением кислорода при комнатной температуре не было. Это означает, что зарядить такой аккумулятор простым образом нельзя. Реакция была возможна только при значительном нагреве, что в бытовых условиях просто невозможно.

Заслуга учёных из Университета Фудань (Fudan University) заключается в том, что они разработали подходящий жидкий электролит и «двухэлектронную» реакцию, которая при комнатной температуре восстанавливает электрод в процессе заряда кальциево-кислородного аккумулятора. Экспериментальный кальциево-кислородный аккумулятор пока не может похвастаться сравнимой с литиевыми аккумуляторами ёмкостью хранения энергии, но оказался способным выдержать 700 циклов заряда и разряда, что говорит о многом. Дальнейшее совершенствование разработки обещает сделать её сравнимой с литиевыми батареями при прочих выгодах — от дешевизны до массовости.

Отдельно перспективные аккумуляторы были изготовлены в виде волокна и на обычном коммерческом ткацком станке его вплели в ткань для одежды. Это наглядно показало, что кальциево-кислородные аккумуляторы могут стать элементами питания следующих поколений электроники как носимой на теле, так и встроенной в одежду.

Сейчас Китай доминирует на рынке литийионных аккумуляторов, поскольку в огромных количествах наладил выпуск наиболее дешёвых тяговых батарей для электромобилей на основе фосфата железа. Поскольку японские и европейские производители вкладывают серьёзные средства в разработку твердотельных аккумуляторов, китайским компаниям не хочется отставать, и они объединили свои исследовательские усилия в рамках консорциума.

Источник изображения: CATL

Об этом на текущей неделе сообщило издание Nikkei Asian Review, рассказав о мероприятии в Китае, которое собрало представителей более чем 200 компаний, ведомств и научных организаций. Под эгидой китайского правительства в конце января был создан консорциум CASIP, чьё обозначение расшифровывается как China All-Solid-State Collaborative Innovation Platform. В вольном переводе название организации описывает общенациональные усилия китайских разработчиков по созданию твердотельных аккумуляторов.

Примечательно, что консорциум в своих рядах объединил конкурентов из числа китайских автопроизводителей и поставщиков тяговых батарей. Под знамёна организации встали BYD, CATL, CALB, EVE Energy, Svolt Energy Technology и Gotion High-Tech. В общей сложности шесть из десяти крупнейших производителей тяговых аккумуляторов в мире оказались членами этого консорциума. У некоторых из этих производителей батарей есть претензии друг к другу, которые материализовались в судебные иски. Это не помешало им забыть о разногласиях и выразить желание совместно разрабатывать твердотельные аккумуляторы. Последние должны не только увеличить плотность хранения электроэнергии и сократить массу батарей, но и значительно сократить время зарядки и снизить зависимость аккумуляторов от температуры окружающего воздуха. Кроме того, твердотельные аккумуляторы более безопасны с точки зрения вероятности возгорания.

В состав альянса вошли и автопроизводители из Китая, включая BYD и NIO, которые тоже конкурируют друг с другом. Авторы идеи такой консолидации надеются, что с привлечением государственных ресурсов и систем искусственного интеллекта китайские производители смогут к 2030 году наладить выпуск твердотельных аккумуляторов, тем самым не утратив лидирующих позиций на рынке в случае успеха конкурирующих инициатив. Японские Toyota и Nissan рассчитывают к 2028 году вывести на рынок первые электромобили, оснащённые твердотельными аккумуляторами. Не собираются отставать и немецкие Volkswagen и BMW, поддерживающие профильные стартапы, которые разрабатывают тяговые батареи такого типа.

По оценкам китайских экспертов, к середине текущего десятилетия машины с тяговыми аккумуляторами будут формировать более половины первичного авторынка в мире. Китай с его огромным потенциалом реализации транспортных средств мог бы стать отличным полигоном для испытания новых типов аккумуляторных батарей. Местные производители при правильном подходе могли бы наладить выпуск твердотельных аккумуляторов на коммерческой основе уже к 2030 году. Впрочем, на уровне исследовательской деятельности перевес пока на стороне японских производителей. Та же Toyota обладает более чем 1300 патентами в сфере создания твердотельных аккумуляторов, тогда как китайские компании пока не добрались и до планки в 100 профильных патентов. Toyota массовый выпуск аккумуляторов нового поколения рассчитывает начать не ранее 2030 года, так что у китайских компаний есть шансы не уступить ей в этой гонке.

General Motors наняла эксперта по батареям и бывшего руководителя Tesla Курта Келти (Kurt Kelty) на специально созданную для него новую должность вице-президента автопроизводителя по батареям. Келти приступит к работе 19 февраля. GM в настоящее время прилагает титанические усилия, чтобы увеличить производство аккумуляторных блоков для своей новой платформы Ultium, которая станет базовой для электромобилей следующего поколения.

Источник изображений: GM

Келти более десяти лет проработал главой команды аккумуляторов Tesla. Он участвовал в запуске первых четырёх автомобилей Tesla: Roadster, Model S, Model X и Model 3. Он также работал в Panasonic, партнёре Tesla по разработке аккумуляторов на заводе Gigafactory в Неваде.

До прихода в GM Курт Келти занимал пост вице-президента по коммерции в Sila Nanotechnologies, компании, основанной одним из первых сотрудников Tesla Джином Бердичевски (Gene Berdichevsky). Sila Nanotechnologies занималась разработкой нового типа аккумуляторного анода на основе кремния, который в перспективе может значительно увеличить плотность энергии литий-ионных батарей.

«Фундамент, созданный GM, в сочетании с исключительным опытом Курта в разработке аккумуляторной химии, установлении партнёрских отношений, построении цепочек поставок и тесном взаимодействии с командами, которые разработали ведущие аккумуляторные системы, помогут нам достичь наших целей в области электрификации и позиционировать GM как лидера в технологии электромобилей», — заявил президент GM Марк Ройсс (Mark Reuss).

Группа химиков нашла новый класс материалов, который поможет ускорить разработку мультивалентных металл-ионных аккумуляторов. В отличие от литий-ионных аккумуляторов, новые накопители энергии будут безопаснее в эксплуатации и значительно дешевле. Вместо дефицитного лития в них будут использоваться соединения магния, цинка и даже алюминия.

Руководитель проекта Кабанов Артем. Источник изображения: Зарина Беркимбаева, СамГТУ.

Проектом руководил Артём Кабанов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению (МНИЦТМ) СамГТУ. Помимо исследователей из Самарского государственного технического университета поиском занимались учёные из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (Москва), Самарского государственного медицинского университета (Самара) и Фрайбергской горной академии (Германия). Работа опубликована в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.

Использование в качестве альтернативы литию магний-, цинк- или алюминий-ионных соединений серьёзно снизило бы удельную стоимости хранения энергии. Это подтолкнуло бы в развитии, как электротранспорт, так и область возобновляемой энергетики. Но пока разработка металл-ионных аккумуляторов сдерживается отсутствием ключевых элементов таких батарей — электродов и электролитов с высокой ионной проводимостью. Именно такие перспективные соединения искала группа Кабанова.

Учёные из СамГТУ вместе с коллегами проанализировали свыше 1,5 тысячи химических соединений. Исследуемые материалы были пропущены через систему теоретических фильтров по принципу «от простого к сложному». «Для каждого соединения химики рассчитали характеристики свободного кристаллического пространства, энергию активации диффузии ионов, коэффициент диффузии и проводимость. В итоге они отобрали 16 соединений, которые могут быть эффективными ионными проводниками», — сказано в пресс-релизе СамГТУ.

Среди отобранных соединений был выявлен новый класс кристаллических материалов, которые обладают особенно высокой катионной проводимостью. Эти вещества относятся к структурному классу La₃CuSiS₇, и их ионная проводимость в 10–100 раз выше аналогов.

«Результаты нашей работы помогут ускорить разработку аккумуляторов нового поколения. С помощью теоретических методов мы смогли найти новые перспективные материалы. Наша следующая цель — синтезировать и экспериментально подтвердить характеристики найденных веществ, после чего можно будет собрать прототип аккумулятора», — говорят исследователи.