Пока перспективы появления твердотельных аккумуляторов слишком далеки, китайские производители пытаются усовершенствовать самые распространённые на рынке литийионные тяговые аккумуляторы на основе фосфата железа (LFP). Компания Geely собственными силами разработала семейство тяговых батарей Aegis в коротком исполнении, которые помимо прочих преимуществ, обеспечат ресурс до 1 млн км пробега.

Источник изображения: Geely, CnEVPost

В свою очередь, как отмечают представители китайского автопроизводителя, это позволит повысить степень доверия потребителей к ресурсу электромобилей и будет способствовать развитию их вторичного рынка. Батареи этого семейства обладают плотностью хранения заряда 192 кВт·ч и расчётную долговечность в районе 3500 циклов. По данным Geely, при среднестатистическом годовом пробеге одного электромобиля, находящегося в частном владении, на уровне 20 000 км, такой батареи хватит на 50 лет эксплуатации. Потеря способности аккумуляторов сохранять заряд при этом будет минимальной.

Geely хоть и сотрудничает с той же CATL, батареи семейства Aegis разрабатывала своими силами. Укороченный корпус позволяет им снизить внутреннее сопротивление и повысить эффективность работы аккумуляторов. Тонкие нанотрубки из углеволокна в составе этих батарей используются для передачи ионов, а специальные покрытия для плёночных изоляторов улучшают проницаемость для ионов лития, позволяя им быстрее перемещаться между электродами в процессе работы батареи. Тем самым повышается скорость зарядки тяговых батарей. В частности, аккумуляторы этой серии способны восстановить заряд с 10 до 80 % за 17 минут против 26 минут у аналогичной батареи с длинным корпусом и традиционным химическим составом.

Кроме того, новые батареи медленнее теряют остаточный заряд на морозе. Например, при температуре минус 30 градусов Цельсия остаточный заряд традиционных аккумуляторов в ходе испытаний упал до 79 процентов, тогда как короткая батарея Aegis сохранила около 90 % остаточного заряда.

На повышение безопасности данных батарей специалистами Geely был направлен целый ряд мер. Была внедрена высокопрочная термоустойчивая диафрагма, а также внедрён дополнительный предохранительный электрод для повышения плотности хранения заряда и защиты от нештатных ситуаций. Поверхность электродов имеет специальное покрытие, которое предотвращает возникновение коротких замыканий при механическом повреждении корпуса батареи. Последний в ходе испытаний подвергался прокалыванию металлическими штырями, боковым ударам и трению о твёрдую поверхность с большой интенсивностью. Батарею нагревали пламенем, выдерживали в солёной воде и переезжали строительной техникой массой 26 тонн, не говоря уже о заморозке при отрицательных температурах. По всей видимости, результатами экстремальных тестов разработчики остались довольны.

Первым батареи нового семейства примерит электрический кроссовер Galaxy E5. Компания Geely также располагает совместными предприятиями с CATL, Farasis Energy и LG Energy Solution, поэтому обогащать собственные компетенции в сфере создания тяговых батарей она может и за счёт этих партнёров.

Исторически Apple ревностно оберегала свою экосистему компонентов, усложняя использование неоригинальных комплектующих при ремонте своих электронных устройств. В итоге установка «неродных» компонентов приводила к потере части функциональности. В этом году, как следует из свежей документации Apple, компания расширит поддержку дисплеев и батарей для iPhone производства сторонних поставщиков.

Источник изображения: Apple

Как известно, сама Apple не производит устройства и компоненты, а просто выбирает подрядчиков, которым доверяет соответствующую деятельность. При этом никто не запрещает сторонним производителям предлагать условно совместимые комплектующие для ремонта смартфонов и других устройств Apple. До сих пор замена достаточно уязвимой части iPhone — дисплея, на неоригинальный приводила к потере функции True Tone, которая автоматически подстраивает баланс белого на «родном» дисплее. В этом году, как стало известно из документации Apple по самостоятельному ремонту техники этой марки, компания позволит функции True Tone работать даже при использовании неоригинальных дисплеев после ремонта. По крайней мере, Apple постарается выжать из альтернативных комплектующих максимум возможного в реализации этой функции. Если итоговая настройка не будет удовлетворять пользователя, он сможет отключить функцию True Tone через меню смартфона.

Батарея является ещё одним довольно часто заменяемым элементом iPhone, и после установки неоригинального аккумулятора смартфоны Apple обычно отказывались корректно демонстрировать максимальную ёмкость и количество циклов зарядки. Отчасти компания объясняет это тем, что некоторые батареи стороннего производства в действительности являются бывшими в употреблении и продаются под видом новых, а потому корректно рассчитать их остаточный ресурс не представляется возможным. До конца этого года Apple намеревается ввести отображение параметров батареи iPhone даже для изделий стороннего производства, но с сопутствующим предупреждением о том, что информация может быть неточной.

Скорее всего, данные нововведения на программном уровне будут внедрены осенью этого года после выхода операционной системы iOS 18. Одновременно Apple упростит процедуру продажи оригинальных компонентов для самостоятельного ремонта устройств этой марки. В частности, мастерским и частным пользователям больше не потребуется вводить при заказе компонента серийный номер устройства.

На аккумуляторном заводе в Южной Корее недалеко от Сеула произошёл крупный пожар, который произошёл после взрыва литийионной батареи. Погибло более 20 человек, большинство из которых были гражданами Китая. Ещё двое рабочих находятся в тяжёлом состоянии, передаёт агентство Reuters.

Источник изображения: Reuters

Трагедия на заводе Aricell в Хвасоне, что недалеко от столицы Южной Кореи Сеула, унесла жизни 22 человек. Взрыв произошёл в понедельник утром, когда на заводе находилось около 100 рабочих. Большинство погибших были гражданами Китая, сообщили местные пожарные.

Источник изображения: Reuters

Пожар, последовавший за взрывом, продолжался более четырёх часов, прежде чем спасателям удалось взять пламя под контроль. Крыша здания была повреждена, а части верхнего этажа обрушились. На момент инцидента на заводе хранилось около 35 000 аккумуляторных батарей.

Источник изображения: Reuters

Президент Южной Кореи Юн Сук Ёль (Yoon Suk-yeol) призвал власти продолжать «концентрироваться на поиске и спасении людей». По словам профессора пожарной и аварийно-спасательной техники Ким Чжэ Хо (Kim Jae-ho), спасателям было трудно добраться до места происшествия быстро, поскольку никель и другие материалы, из которых изготовлены батареи, легко воспламеняются. Кроме того, в этих батареях сработала «цепная реакция», которая приводила к постоянным взрывам.

Источник изображения: Reuters

Точная причина трагедии на заводе Aricell пока не установлена, но эксперты полагают, что это могло быть вызвано физическим повреждением, какими-либо дефектами или электрическим повреждением батарей, также сообщает PCMag.

Известно, что литиевые батареи, которые используются в телефонах, ноутбуках и электромобилях, взрываются или загораются из-за явления, известного как тепловой разгон, которое может возникнуть при перегреве или повреждении батареи. Этот промышленный инцидент стал одним из самых серьёзных в Южной Корее за последние годы, вызвав широкий общественный резонанс. Власти Хвасона советуют населению оставаться дома и закрывать окна из-за дыма от пожара.

Разработкой тяговых батарей с твердотельным электролитом сейчас занимаются не только производители аккумуляторов и электромобилей, но и просто профильные стартапы. Многие из них обещают представить готовые к массовому производству аккумуляторы нового типа в этом десятилетии, но эксперты относятся к таким заявлениям скептически, добавляя, что сейчас на рынке нет явного фаворита в этой сфере. Тем временем создаются промежуточные решения.

Источник изображения: BYD

Как поясняет IEEE Spectrum, создаваемые некоторыми компаниями полутвердотельные аккумуляторы, которые используют вместо растворов солей лития более густой гель на их основе в качестве электролита, могут стать жизнеспособным решением на переходный период, пока не будут разработаны технологии массового производства батарей с полностью твердотельным электролитом. К преимуществам полутвердотельных батарей можно отнести использование уже известного оборудования и большинства материалов, которые известны по существующим техпроцессам производства литийионных батарей.

Аккумуляторы с полутвердотельным электролитом обеспечивают увеличение плотности хранения заряда. Например, китайская WeLion, которая соответствующими тяговыми батареями уже снабжает электромобили Nio, обеспечивая им запас хода более 1000 км без подзарядки в реальных условиях эксплуатации, заявляет о плотности хранения энергии в 360 Вт·ч/кг на уровне ячейки. После упаковки таких ячеек в корпус батареи показатель плотности снижается до 260 Вт·ч/кг, но это всё равно выше тех 160 Вт·ч/кг, которые достижимы для литийионных батарей с классическим жидким электролитом.

Стив Мартин (Steve Martin), профессор материаловедения в Университете Айовы, убеждён, что в настоящий момент невозможно утверждать о способности какой-то конкретной технологии и отдельной страны обеспечить себе доминирование на мировом рынке в будущем. Сейчас разрабатывается слишком много разных типов тяговых батарей с твердотельным электролитом, но ни один из них на данном этапе не обеспечивает убедительного технологического преимущества.

К плюсам твердотельных батарей следует отнести увеличенную плотность хранения заряда, меньшую массу, более высокий ресурс, способность быстрее принимать заряд, а также более высокий уровень пожарной безопасности. При этом для подтверждения этих преимуществ нужно не только разработать почти с нуля технологии массового производства таких батарей, но и провести длительные и обширные испытания, позволяющие убедиться в их безопасности. Некоторые из прототипов таких батарей используют стеклянные элементы в своём составе, и не факт, что в условиях постоянной вибрации они будут себя хорошо чувствовать на протяжении всего срока эксплуатации электромобиля, не говоря уже о риске повреждения в аварии.

Японские твердотельные накопители

Японские автопроизводители во главе с Toyota предпочитают самостоятельно разрабатывать твердотельные аккумуляторы, причём этот крупнейший поставщик легковых автомобилей в мире рассчитывает вывести на рынок соответствующие элементы питания уже в 2027 году. Они должны обеспечить запас хода до 1200 км без подзарядки. Западные автопроизводители присматриваются к деятельности профильных стартапов. Компания QuantumScape, получающая поддержку Volkswagen, разрабатывает литийметаллические батареи с твердотельным электролитом, которые призваны обеспечить плотность хранения заряда около 400 Вт·ч/кг. Кроме того, они способны восстановить заряд с 10 до 80 % за 15 минут.

Разработками компании Solid Power, которая создаёт твердотельные аккумуляторы с электролитом сульфидного типа, интересуются Ford и BMW. Литийкерамические аккумуляторы с твердотельным электролитом оксидного типа создаёт ProLogium Technology, компания рассчитывает начать поставки подобной продукции уже в этом году и в перспективе превысить плотность хранения энергии в 500 Вт·ч/кг. Сотрудничая с Mercedes-Benz, этот стартап уже открыл своё первое предприятие по выпуску твердотельных аккумуляторов на Тайване.

При этом следует помнить, что до сих пор формирующие существенную часть себестоимости любого электромобиля тяговые аккумуляторы даже в самой дешёвой разновидности типа LFP стали популярны не сразу, и их экспансии в значительной степени способствовало масштабирование объёмов производства китайскими компаниями, которое и помогло сделать их относительно доступными. Твердотельным аккумуляторам придётся преодолеть долгий и тернистый путь, прежде чем получить адекватное распространение.

OnePlus анонсировала в Китае аккумулятор нового поколения Glacier Battery. Компания заявила, что произвела революцию в технологиях батарей для флагманских смартфонов, стремясь сделать то, чего не делают другие крупные производители. К примеру, базовый вариант Samsung Galaxy S24 поставляется с аккумулятором ёмкостью 4000 мА·ч, чего может быть мало на целый день активного использования — OnePlus хочет избавить потребителя от необходимости носить пауэрбанк.

Источник изображений: ithome.com

OnePlus разработала Glacier Battery совместно с Contemporary Amperex Technology Limited (CATL) — новый элемент питания появится на будущих флагманах компании, начиная с китайской версии OnePlus Ace 3 Pro. У этого смартфона ёмкость аккумулятора составит 6100 мА·ч, будет поддержка быстрой зарядки мощностью 100 Вт — на 100 % батарея зарядится всего 36 минут. Удельная ёмкость аккумулятора с кремний-углеродным анодом составит 426 мА·ч/г, что на 20 % выше 355 мА·ч/г у традиционных батарей с углеродным анодом.

Производитель также уделил внимание размерам батареи: чтобы смартфон не оказался излишне громоздким или толстым, источник питания должен оставаться тонким и лёгким. По сравнению с традиционным аккумулятором на 5000 мА·ч новая Glacier Battery предлагает дополнительные 1100 мА·ч ёмкости при экономии 3 % объёма. Срок службы элемента питания также обещает быть продолжительным: через 4 года эксплуатации ёмкость составит 80 % от первоначальной.

Glacier Battery, вероятно, появится и в глобальных версиях будущих флагманов компании, и первым станет смартфон OnePlus 13. Это будет приятный сюрприз для тех, кто интенсивно пользуется телефоном и считает ёмкость аккумулятора критически важным показателем. Ёмкость в 6100 мА·ч позволит меньше беспокоиться о времени автономной работы: для сравнения, OnePlus 12 комплектуется батареей ёмкостью 5400 мА·ч, а OnePlus 12R — 5500 мА·ч.

Тенденция к локализации производства тяговых батарей в Европе наметилась ещё в 2019 году, когда местный рынок электромобилей начал бурно развиваться в свете экологических инициатив. За это время изменилось многое, и теперь эксперты считают, что сейчас производственные возможности по выпуску тяговых батарей во всём мире в два раза превышают реальные потребности рынка.

Источник изображения: BYD

Макроэкономические факторы замедляют темпы роста продаж электромобилей, как поясняет Bloomberg, и теперь европейские автопроизводители типа Volkswagen, Stellantis и Mercedes-Benz либо сокращают объёмы инвестиций в локализацию выпуска тяговых батарей, либо вовсе отказываются от соответствующих планов. Ситуация усугубляется тем, что китайские автопроизводители при этом отчаянно демпингуют в представлении европейских участников рынка, а власти США переманивают инвесторов щедрыми субсидиями.

Операционный директор аккумуляторного подразделения Volkswagen Себастиан Вульф (Sebastian Wolf) на недавней конференции в Германии заявил, что этой европейской компании приходится менять менталитет и превращаться из наставника в обучаемого, поскольку в сфере производства электромобилей европейский автогигант вынужден навёрстывать упущенное по сравнению с китайскими конкурентами. Сейчас все усилия этого подразделения Volkswagen сосредоточены на ускорении темпов развития бизнеса и повышении его экономической эффективности.

При этом европейские власти не так щедры на субсидии в силу высокой степени бюрократии. Автопроизводителям сложно финансировать строительство предприятий по выпуску тяговых батарей исключительно за свой счёт, поскольку норма прибыли в данном бизнесе весьма скромна, учитывая ценовое давление со стороны китайских конкурентов. Даже китайские производители батарей, которые собирались наладить их выпуск в Европе, начинают колебаться в своих решениях из-за отсутствия гарантий по получению субсидий. Тем не менее, крупнейший китайский игрок в лице CATL не только располагает действующим предприятием по производству тяговых батарей в Германии, но и строит новое в Венгрии. Южнокорейская LG Energy Solution выпускает тяговые батареи в Польше уже на протяжении шести лет.

Китай, который так или иначе причастен к выпуску более 80 % мирового объёма тяговых батарей, предлагает гораздо более дешёвую продукцию по сравнению с изделиями европейских предприятий. Власти США и Канады завлекают производителей тяговых батарей на свою территорию, и это дополнительно ухудшает конкурентные позиции европейских площадок. Власти ЕС и Великобритании с начала 2022 года одобрили выделение субсидий на организацию локального выпуска тяговых батарей на общую сумму не более 7 млрд евро. Это значительно меньше тех $140 млрд, которые требуются для выхода европейских производителей батарей к 2030 году на ежегодный выпуск 1,4 ТВт·ч продукции в эквивалентной ёмкости. При этом власти США на поддержание национального производства тяговых и солнечных батарей готовы до 2029 года выделить $140 млрд. Канада в прошлом году смогла выделить $25 млрд на организацию производства тяговых батарей на своей территории, таким образом заинтересовав Volkswagen и Stellantis.

Эксперты также указывают европейским компаниям на необходимость инвестиций в диверсификацию цепочек поставок сырья для изготовления тяговых батарей, поскольку сейчас и в этой сфере доминируют китайские игроки. По оценкам специалистов BloombergNEF, сейчас в мире функционирует в два раза больше производственных предприятий по выпуску литийионных батарей, чем требуется рынку. Во многом это происходит за счёт высокой активности Китая: на его территории уже в прошлом году предложение в три раза превышало спрос, а к следующему году объёмы производства тяговых батарей могут вырасти ещё в шесть раз.

Стартап Sinonus намеревается вывести на рынок многофункциональное углеродное волокно, которое может выступать одновременно элементом конструкции и электродами аккумулятора. Теоретически, в будущем можно будет отказаться от выделенных блоков батарей, накапливая энергию в различных частях самой машины или устройства. Разработчики уверены, их решение способно произвести революцию во всём — от электрических самолётов до ветрогенераторов.

Источник изображений: sinonus.com

К примеру, электромобиль, которому не потребуется огромная батарея, будет легче и сможет обходиться менее мощным двигателем, что даст ещё большую экономию веса — аналогичная выгода предполагается у электрического летательного аппарата с вертикальными взлётом и посадкой (eVTOL).

Впервые об этом проекте около десяти лет назад сообщила компания Volvo — выступавший её партнёром Технологический университет Чалмерса продолжил над ним работу. К настоящему моменту исследователям удалось выделить класс углеволоконных материалов, способных обеспечить оптимальные показатели электропроводности и структурной жёсткости. В 2022 году университет и фирма Chalmers Ventures выделили проект в самостоятельную компанию Sinonus.

В компании пока не дают оценку, когда могут появиться готовые к выходу на рынок продукты. Пока она подтвердила жизнеспособность технологии, заменив батарейки AAA аккумулятором с углеволоконными электродами. Чтобы достичь своих целей, ей придётся масштабировать источники питания, адаптировав их для работы в сегменте интернета вещей — а затем и энергоёмких систем вроде автомобилей и самолётов. Стоит также отметить, что предлагаемые компанией структурные аккумуляторы имеют более скромную удельную ёмкость в сравнении с традиционными батареями. Подробностей о существующих системах в компании не приводят, но известно, что в 2021 году прототип имел плотность энергии 24 Вт·ч/кг — для сравнения, у литийионных батарей этот показатель составляет в среднем 170 Вт·ч/кг.

Но это не убавляет оптимизма в компании Sinonus: проведённое ранее университетскими учёными исследование показало, что структурные углеволоконные аккумуляторы способны увеличить запас хода электромобиля на значение до 70 %. Пониженная плотность энергии, отмечают в компании, компенсируется отсутствием летучих химических веществ и катастрофических последствий в случае возникновения неисправности. Открытым остаётся вопрос о цене на такие элементы питания: литийионные аккумуляторы обходятся дорого, и пока нет гарантии, что углеволоконные структурные батареи окажутся дешевле.

На прошлой неделе Tesla подала исковое заявление в Калифорнии, обвинив компанию Matthews International из Питтсбурга в предполагаемом незаконном использовании и распространении её интеллектуальной собственности, связанной с технологией производства тяговых батарей. Ответчик обвиняется в предоставлении технологических секретов Tesla её конкурентам.

Источник изображения: Tesla

Как отмечается в тексте искового заявления, на которое ссылается PCMag, компания Matthews International обвиняется в распространении информации о технологии производства тяговых батарей с использованием так называемых «сухих» электродов. По мнению истца, эта технология является одной из наиболее прорывных инноваций Tesla, поскольку сокращает себестоимость, энергозатраты и время, необходимые для выпуска электродов для тяговых батарей. По самым скромным оценкам Tesla, ей причинён ущерб в размере более $1 млрд.

Представители Matthews International обвинения в свою сторону отвергают, называя их безосновательными. Tesla, по их словам, не смогла назвать ни одной защищаемой законом разработки, которую обвиняемая сторона якобы могла передать конкурентам этого автопроизводителя. По мнению Tesla, компания Matthews International пыталась зарегистрировать на себя патентные разработки, принадлежащие компании Илона Маска (Elon Musk). Поскольку патентные заявки публикуются на открытых ресурсах, это угрожало Tesla утечкой конфиденциальной информации и технологических секретов, которые она тщательно охраняет.

Доступ к своим секретам Tesla предоставила руководству Matthews International под расписку о неразглашении, поскольку вынуждена была обмениваться чувствительной информацией со своим подрядчиком. Обвиняемая компания в результате, по мнению Tesla, нарушила условия достигнутых договорённостей. Представители Matthews утверждают, что их компания начала разрабатывать патентуемые технологии более 25 лет назад, когда Tesla ещё не была основана. В число поставщиков Tesla обвиняемая по этому делу компания вошла в 2019 году.

Ещё одним пунктом обвинения является отправка компанией Matthews International оборудования, используемого для производства сухих электродов, конкурентам Tesla. По мнению представителей последней, она никогда не одобряла продажу разработанного для неё оборудования сторонним заказчикам. Автопроизводитель теперь требует от суда принудить Matthews International к передаче патентуемых технологий в свою собственность и выплате материального ущерба. Ответчик называет это требование Tesla попыткой незаконно завладеть своей интеллектуальной собственностью. Matthews считает себя доверенным поставщиком Tesla и готова продолжать работу с этой компанией.

Не так давно появились слухи, что компания OnePlus оснастит свой будущий смартфон Ace 3 Pro аккумулятором нового поколения. Теперь же производитель фактически подтвердил эту информацию, объявив о тесном сотрудничестве с китайским производителем аккумуляторных батарей CATL. Совместные усилия компаний направлены на создание Glacier Battery — аккумуляторов нового типа.

Источник изображения: OnePlus

OnePlus уже имеет некоторые достижения в сфере батарей для гаджетов. В 2016 году компания презентовала технологию зарядки Dash Charge мощностью 20 Вт, которая появилась в смартфоне OnePlus 3 и на тот момент фактически являлась революционной и самой быстрой. Похоже, что на этот раз компания создала что-то не менее важное.

В самом сообщении о сотрудничестве не раскрываются какие-либо подробности. По слухам, OnePlus и CATL разработали передовую батарею для мобильных устройств, которая обеспечит более высокую плотность хранения энергии при сохранении высокой скорости зарядки.

В сообщении компании сказано, что первым устройством с аккумулятором Glacier Battery станет смартфон Ace 3 Pro. Ожидается, что аппарат получит батарею ёмкостью 6100 мА·ч с поддержкой быстрой зарядки мощностью 100 Вт. Официальная презентация Ace 3 Pro состоится 20 июня.

Японская компания TDK на этой неделе сообщила об успехах в разработке материала, который поможет увеличить плотность хранения электроэнергии в элементах питания с твердотельным электролитом в 100 раз по сравнению с имеющимися образцами аккумуляторов той же марки с твердотельным электролитом. Прежде всего, эта разработка позволит продлить сроки работы от батареи разного рода носимой электроники.

Источник изображения: TDK Corporation

Новое поколение батарей с твердотельным электролитом TDK называет CeraCharge, появление нового материала для их создания позволит поднять плотность хранения заряда в сто раз до 1000 Вт·ч/л в объёмном измерении. Заявления о 100-кратном увеличении плотности хранения заряда могут показаться достаточно громкими, и тут действительно дело в выборе базы для сравнения. Во-первых, с момента выхода первых образцов CeraCharge в 2020 году конкурирующие производители аккумуляторов с твердотельным электролитом продвинулись в увеличении плотности хранения заряда до 50 Вт·ч/л, что уже сокращает преимущество TDK до 20-кратного. Во-вторых, перезаряжаемые элементы питания «монетного» типа на основе традиционного жидкого электролита с литием обеспечивают плотность хранения заряда до 400 Вт·ч/л, и в этом случае превосходство TDK сокращается до 2,5 раза.

Беспроводные наушники, слуховые аппараты и умные часы смогут оснащаться более совершенными и долговечными элементами питания, как отмечается в пресс-релизе компании. Применение данной технологии в более крупных устройствах ограничено использованием довольно хрупкой керамики при производстве батарей семейства CeraCharge. По этой причине такие аккумуляторы будут использоваться только в достаточно компактных устройствах.

Добиться прогресса в сфере повышения плотности хранения заряда TDK удалось за счёт использования твердотельного электролита оксидного типа собственной разработки в сочетании с анодом на основе соединений лития. Данный тип твердотельного электролита делает батарею весьма безопасной, что важно для устройств, соприкасающихся с кожей человека. Внедрение таких батарей позволит заменить одноразовые элементы питания монетного типа, поскольку новое поколение источников энергии будет перезаряжаемым. Соответственно, ущерб для окружающей среды от утилизации батареек заметно снизится.

В дальнейшем TDK сосредоточится на разработке технологии производства аккумуляторных батарей с твердотельным электролитом на основе нового материала. Свои компетенции в сфере выпуска электронных компонентов TDK собирается направить на технологии ламинирования слоёв в аккумуляторах нового типа и расширение температурных режимов их работы.

Создавать передовые тяговые аккумуляторы умеют не только в Китае. Молодая американская компания Factorial Energy из Массачусетса сообщила, что передала компании Mercedes-Benz партию фирменных «квазитвердотельных» тяговых аккумуляторов. Это бета-версия аккумуляторов Factorial Energy, которая позволит производителю люксовых электромобилей провести всестороннюю оценку новых батарей, которые ощутимо лучше обычных литиевых.

Источник изображений: Factorial Energy

О намерении компаний Mercedes-Benz, Stellantis и Hyundai получать в США аккумуляторы местного производства не хуже китайских стало известно два года назад. Впервые свои полутвердотельные тяговые аккумуляторы компания Factorial Energy показала на выставке CES 2023 на стенде Stellantis. Это были ячейки ёмкостью 100 А·ч версии альфа. Аккумуляторы следующей версии как более надёжные и технологически улучшенные позволят провести более глубокое тестирование нового и ещё малоизученного на практике решения.

«B-образцы будут интегрированы в модули и аккумуляторные блоки для всестороннего тестирования и оптимизации, — говорится в сообщении Factorial о поставке в текущем месяце. — Этот важный этап включает проверку соответствия конструкции модуля и блока строгим техническим требованиям Mercedes-Benz. Кроме того, этот шаг подтвердит надежность цепочки поставок Factorial и ее производственных процессов, обеспечивая масштабируемость для будущих испытаний автомобилей».

Аккумуляторные ячейки компании Factorial используют литий-металлический анод, квазитвёрдый электролит и катод высокой ёмкости. Компания заявляет, что использование металлического лития в настоящее время обеспечивает плотность энергии до 391 Вт·ч/кг, что значительно превышает предельную мощность в 300 Вт·ч/кг для литийионных технологий текущего поколения и более чем вдвое превышает ёмкость в 160 Вт·ч/кг для обычных литий-железофосфатных аккумуляторов (LFP). Квазитвердый электролит повышает безопасность по сравнению с жидкими электролитами в литийионных аккумуляторах.

Компания Factorial в конечном итоге нацелена на то, чтобы обеспечить пробег автомобиля более 600 миль (966 км) на одном заряде от аккумулятора емкостью 90 кВт·ч, вес и габариты которого были бы меньше примерно на 30 % по сравнению с обычным литийионным аккумулятором. Что самое важное, аккумуляторы компании можно будет производить на том же оборудовании, что и литийионные аккумуляторы с минимальными изменениями в техпроцессе.

В октябре 2023 года компания Factorial открыла завод по производству аккумуляторов в пригороде Бостона Метуэне, штат Массачусетс. Ожидается, что завод станет крупнейшим предприятием по производству твердотельных аккумуляторов в США, когда он будет запущен на полную мощность, что позволит выпускать до 200 МВт·ч аккумуляторов в год. А чтобы дело пошло живее, в апреле этого года Factorial подписала меморандум о взаимопонимании с компанией LG Chem, который поможет ей ускорить разработку более совершенных твердотельных аккумуляторов.

Статистика SNE Researh, описывающая динамику поставок тяговых аккумуляторов для электромобилей и гибридов, пока охватывает только четыре месяца текущего года, хотя май уже завершился. Совокупная ёмкость поставленных за период с января по апрель этого года тяговых батарей выросла на 21,8 % в годовом сравнении до 216,2 ГВт·ч. Китайские производители CATL и BYD предсказуемо укрепили своё лидерство.

Источник изображения: Samsung SDI

По крайней мере, CATL ёмкость поставленных на рынок тяговых батарей увеличила на 30 % до 81,4 ГВт·ч, что соответствует доле в 37,7 %. Как и ранее, лидер рынка сохраняет существенный отрыв от ближайшего конкурента в лице BYD, которая помимо тяговых батарей выпускает и большое количество электромобилей и гибридов на их основе. Тем не менее, BYD на рынке тяговых аккумуляторов занимает умеренные 15,4 %, а объёмы поставок её продукции в годовом сравнении выросли на 28,1 % до 33,2 ГВт·ч.

Компания CATL увеличила свою долю рынка в годовом сравнении более чем на два процентных пункта, с 35,3 до 37,7 %, но по итогам первых трёх месяцев текущего года её доля достигала чуть более высоких 37,9 %. Доля BYD в годовом сравнении сократилась с 15,8 до 15,4 %, но по итогам трёх первых месяцев текущего года она не превышала 14,3 %.

Что характерно, в период с января по февраль LG Energy Solution удалось потеснить BYD со второй позиции в мировом рейтинге, но по итогам четырёх месяцев текущего года корейский производитель опустился на третье место с долей 13 %. Поставки тяговых батарей компания нарастила не так сильно, как ближайшие китайские соперники, на 7,8 % до 28 ГВт·ч. Год назад LG Energy Solution занимала 14,6 % мирового рынка тяговых батарей.

За пределами первой тройки прочие игроки рынка довольствуются куда более скромными позициями. Samsung SDI занимает 5,1 %, SK On ограничивается 4,8 %, японская Panasonic чуть уступает ей с 4,7 %, а ближайшим её более слабым конкурентом является китайская CALB с 4,3 % рынка. На восьмой позиции обосновалась Eve Energy (2,3 %), Gotion High-Tech чуть уступает ей с 2,2 % рынка, а замыкает десятку Sunwoda с 2 % рынка, которой удалось вытеснить из первой десятки Svolt. Находящиеся за пределами первой десятки производители тяговых батарей сообща контролируют не более 8,7 % рынка.

Производители батарей из Южной Кореи по итогам четырёх месяцев этого года сократили свои рыночные позиции на 2,4 процентных пункта до 22,8 %. Китайские компании укрепляют своё положение на рынке, но соперничать с гигантами из числа двух крупнейших производителей прочим производителям тяговых батарей становится всё сложнее.

Южнокорейский учёный Сок Ву Ли (Lee Seok Woo) создал сверхтонкий аккумулятор для умных контактных линз, заряжать который можно от слёз. Источником энергии для заряда аккумулятора служит глюкоза, которая содержится в слёзах. Первоначально работа была направлена на создание бесконтактных глюкометров для помощи людям с диабетом. Четвёртый эпизод шпионской киносаги «Миссия невыполнима» вдохновил учёного на создание батареи для умной контактной линзы.

Источник изображений: Lauren Choo | CNBC

Толщина «глюкозного» аккумулятора всего 0,2 мм, что примерно в два раза толще человеческого волоса. Его размеры были ограничены толщиной современных контактных линз или примерно 0,5 мм, в которые можно было бы без проблем установить такую батарею. Заявленного напряжения прототипа аккумулятора пока недостаточно для чего-то существенного — оно всего 0,3–0,6 В, но учёные обещают улучшить характеристики продукта. По крайней мере, они знают, к чему стремятся.

Для зарядки аккумулятора, покрытого глюкозой, его помещают в физиологический раствор, насыщенный ионами натрия и хлора (хлоридами). В процессе реакции глюкозы с ионами происходит заряд аккумулятора. После 8 часов нахождения в растворе аккумулятор заряжается до 80 % ёмкости и может потом работать в течение нескольких часов в течение суток. Альтернативный вариант заряда от слёз, очевидно, менее действенный, но тоже рабочий. Чтобы зарядить батарею от слёз нужно чаще плакать, поясняют учёные.

«Раствор слёз также содержит глюкозу. Это означает, что, пока вы носите контактные линзы, ваши слезы также могут заряжать аккумулятор, — говорит Ли. — Если вы будете больше плакать, то сможете зарядить свой аккумулятор ещё больше».

Аккумулятор можно заряжать в физрастворе и обычным методом — подавая на него питание по проводам

Предложенное учёными решение способно помочь сразу с двумя проблемами: обеспечить безопасную зарядку аккумулятора умной контактной линзы и позволить следить за уровнем глюкозы в организме пациентов. На стадии коммерческой зрелости такие линзы будут стоить всего несколько долларов, уверены учёные. Что об этом думают производители, не уточняется.

Группа исследователей из Южной Кореи представила гибридный проводник для литий-металлических аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Создание на его основе анодов аккумуляторов не только повысит их ёмкость, но также сделает их в несколько раз легче современных аналогов. Это способно переписать правила игры на рынке, считают изобретатели.

Источник изображения: Advanced Science

Как сообщили в своей статье в журнале Advanced Science учёные с химического факультета Похангского университета науки и технологий (POSTECH) и из Корейского института энергетических исследований (KIER), новая лёгкая трёхмерная структура анодного материала значительно облегчает транспортировку ионов лития.

Профессор Сучжин Пак (Soojin Park) из POSTECH, подчёркивая важность работы, заявил: «Это исследование открывает новые возможности для максимального увеличения плотности энергии литий-металлических аккумуляторов». Его коллега, доктор Гючжин Сон (Gyujin Song) из KIER добавил: «Эта структура, сочетающая в себе лёгкость с высокой плотностью энергии, представляет собой прорыв в технологии аккумуляторов будущего».

Не секрет, что литий-металлические аноды способны достигать энергоемкости 3860 мА·ч/г, что более чем в десять раз больше, чем у выпускаемых в настоящее время графитовых анодов. Это позволяет литий-металлическим анодам накапливать больше энергии в меньшем пространстве и, в отличие от графита или кремния, они могут непосредственно участвовать в электрохимических реакциях в качестве электродов.

Другое дело, что в процессе зарядки и разрядки таких аккумуляторов происходит неравномерное распределение ионов лития, что создаёт зоны, известные как «разряженный литий», а это снижает ёмкость и производительность аккумулятора. Кроме того, литий может нарастать в виде игл внутри батареи, что ведёт к коротким замыканиям. Во многом эти препятствия преодолимы, но до сих пор аноды создавались на базе относительно тяжёлых металлов, а это сильно снижало ёмкость по отношению к весу аккумуляторов.

Для решения этой проблемы корейские учёные разработали гибридную пористую структуру с использованием поливинилового спирта — лёгкого полимера с высокой транспортной способностью по отношению к ионам лития. В сочетании с полимером использованы одностенные углеродные нанотрубки и наноуглеродные сферы, что сделало материал чрезвычайно пористым. Предложенная структура оказалась более чем в пять раз легче анодов с использованием меди. Более того, она обеспечила высочайшую мобильность ионов лития и равномерное их распределение без «мёртвых зон».

В ходе экспериментов литий-металлические анодные батареи, включающие инновационную трёхмерную структуру, продемонстрировали высокую стабильность после более чем 200 циклов зарядки-разрядки и достигли высокой плотности энергии 344 Вт·ч/кг. Прототипы батарей были созданы в виде «мешочков» — типичного формфактора для набора тяговых автомобильных аккумуляторов, что тонко намекает на сферу потенциального использования разработки.

Выручка отрасли производства флеш-памяти NAND в первом квартале текущего года достигла более $14,7 млрд — это самый высокий квартальный показатель за последние годы. При этом Micron обогнала одного из лидеров рынка в лице Western Digital благодаря наращиванию поставок SSD для ИИ-серверов. Флэш-память остаётся одним из самых быстрорастущих сегментов рынка полупроводников.

Источник изображения: Wikipedia

Согласно отчету аналитической компании TrendForce, в первом квартале 2024 года наблюдался значительный рост на рынке флэш-памяти NAND. Выручка отрасли увеличилась на 28,1 % по сравнению с предыдущим кварталом и достигла $14,71 млрд.

Основными драйверами роста стал высокий спрос на твердотельные накопители (SSD) для корпоративных серверов, нацеленных на задачи искусственного интеллекта. Также запасы флэш-памяти наращивали производители ПК и смартфонов, а также операторы дата-центров. Последние постоянно стремятся компенсировать ожидаемый дальнейший рост цен.

Источник изображений: TrendForce

Лидером рынка остается Samsung с долей 37 %, выручка компании от продаж NAND выросла на 28,6 % до $5,4 млрд. На втором месте оказалась SK Group (SK Hynix + Solidigm) с долей 22 % и ростом выручки на 31,9 % до $3,27 млрд. Третье и четвертое место занимают Kioxia и Micron с долями 12 % и 13 % соответственно.

Micron смогла обогнать Western Digital благодаря более низким ценам и активному наращиванию поставок SSD для дата-центров. Выручка Micron выросла на 51,2 %, что является самым высоким показателем среди лидеров отрасли.

Эксперты TrendForce прогнозируют сохранение положительной динамики и во втором квартале — ожидается рост выручки отрасли почти на 10 %. Отмечается, что этому будут способствовать дальнейшее увеличение контрактных цен на флэш-память (+15 %) и расширение использования SSD корпоративным сегментом.