Последние разработки в области твердотельных аккумуляторов от 10 ведущих мировых компаний по производству литий-ионных аккумуляторов

В 2024 году глобальная конкуренция на рынке аккумуляторных батарей начала формироваться. Публичные данные, опубликованные 2 июля, показывают, что с января по май этого года общий объём установленных аккумуляторных батарей в мире достиг 285,4 ГВт·ч, что на 23% больше, чем годом ранее.

В первую десятку рейтинга вошли: CATL, BYD, LG Energy Solution, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech и Xinwanda. Китайские производители аккумуляторов по-прежнему занимают шесть из десяти позиций.

Среди них, установленные CATL аккумуляторные батареи достигли 107 ГВт·ч, что составляет 37,5% доли рынка, что обеспечило компании лидирующее положение с абсолютным преимуществом. CATL также является единственной компанией в мире, чей установленный объём превысил 100 ГВт·ч. BYD установила аккумуляторные батареи общим объёмом 44,9 ГВт·ч, заняв второе место с долей рынка 15,7%, что на 2 процентных пункта больше, чем за два предыдущих месяца. В области твердотельных аккумуляторов технологическая дорожная карта CATL в основном опирается на комбинацию твердотельных и сульфидных материалов с целью достижения удельной энергии 500 Вт·ч/кг. В настоящее время CATL продолжает инвестировать в сферу твердотельных аккумуляторов и рассчитывает выйти на мелкосерийное производство к 2027 году.

Что касается BYD, источники на рынке указывают на возможность принятия технологической схемы, включающей в себя высоконикелевые тройные (монокристаллические) катоды, кремниевые аноды (с низким коэффициентом расширения) и сульфидные электролиты (композитные галогениды). Ёмкость аккумулятора может превышать 60 А·ч, удельная энергоёмкость — 400 Вт·ч/кг, а объёмная — 800 Вт·ч/л. Энергоёмкость аккумуляторной батареи, устойчивой к проколам и нагреву, может превышать 280 Вт·ч/кг. Сроки начала массового производства примерно совпадают с рыночными: мелкосерийное производство ожидается к 2027 году, а выход на рынок — к 2030 году.

Ранее компания LG Energy Solution прогнозировала запуск твердотельных аккумуляторов на основе оксидов к 2028 году, а твердотельных аккумуляторов на основе сульфидов — к 2030 году. Согласно последним данным, LG Energy Solution намерена вывести на рынок технологию аккумуляторов с сухим покрытием до 2028 года, что может снизить затраты на производство аккумуляторов на 17–30%.

Компания SK Innovation планирует завершить разработку полимерно-оксидных композитных твердотельных аккумуляторов и сульфидных твердотельных аккумуляторов к 2026 году, а их индустриализация намечена на 2028 год. В настоящее время компания создает центр исследований аккумуляторов в Тэджоне, Чхунчхон-Намдо.

Компания Samsung SDI недавно объявила о своих планах начать массовое производство твердотельных аккумуляторов в 2027 году. Компонент аккумулятора, над которым они работают, достигнет плотности энергии 900 Вт⋅ч/л и будет иметь срок службы до 20 лет, позволяя заряжать его на 80% за 9 минут.

В 2019 году Panasonic сотрудничала с Toyota, стремясь перевести производство твердотельных аккумуляторов из экспериментальной стадии в стадию промышленного производства. Компании также создали предприятие по производству твердотельных аккумуляторов Prime Planet Energy & Solutions Inc. Однако дальнейших новостей об этом пока не поступало. Тем не менее, ранее, в 2023 году, Panasonic заявляла о планах начать производство твердотельных аккумуляторов до 2029 года, в первую очередь для использования в беспилотных летательных аппаратах.

В последнее время новостей о прогрессе CALB в области твердотельных аккумуляторов мало. В четвертом квартале прошлого года на международной партнерской конференции CALB заявила, что ее полутвердотельные аккумуляторы будут установлены в автомобилях одного из люксовых иностранных брендов в четвертом квартале 2024 года. Запас хода этих аккумуляторов составляет 500 км после 10-минутной зарядки, а максимальный запас хода достигает 1000 км.

Заместитель директора Центрального научно-исследовательского института компании EVE Energy Чжао Жуйжуй в июне этого года рассказал о последних разработках в области твердотельных аккумуляторов. Сообщается, что EVE Energy реализует технологическую дорожную карту, включающую сульфидные и галогенидные твердотельные электролиты. Компания планирует начать производство полностью твердотельных аккумуляторов в 2026 году, первоначально сосредоточившись на гибридных электромобилях.

Компания Guoxuan High-Tech уже выпустила «Jinshi Battery» – полностью твердотельную батарею с сульфидным электролитом. Её удельная энергия достигает 350 Вт⋅ч/кг, что более чем на 40% превосходит показатели традиционных тернарных аккумуляторов. Обладая производственной мощностью 2 ГВт⋅ч в полутвердом состоянии, Guoxuan High-Tech планирует провести испытания на небольших транспортных средствах полностью твердотельной батареи Jinshi в 2027 году, а к 2030 году, когда производственная цепочка будет полностью отлажена, выйти на массовое производство.

В июле этого года компания Xinwanda впервые подробно раскрыла информацию о ходе разработки полностью твердотельных аккумуляторов. Компания заявила, что благодаря технологическим инновациям планирует снизить стоимость полимерных твердотельных аккумуляторов до 2 юаней/Вт⋅ч к 2026 году, что близко к стоимости традиционных литий-ионных аккумуляторов. Компания планирует выйти на массовое производство полностью твердотельных аккумуляторов к 2030 году.

В заключение следует отметить, что десять крупнейших мировых компаний по производству литий-ионных аккумуляторов активно разрабатывают твердотельные аккумуляторы и добились значительного прогресса в этой области. Компания CATL лидирует, сосредоточившись на твердотельных и сульфидных материалах и стремясь достичь плотности энергии 500 Вт⋅ч/кг. Другие компании, такие как BYD, LG Energy Solution, SK Innovation, Samsung SDI, Panasonic, CALB, EVE Energy, Guoxuan High-Tech и Xinwanda, также имеют свои технологические дорожные карты и графики разработки твердотельных аккумуляторов. Гонка за твердотельные аккумуляторы продолжается, и эти компании стремятся достичь коммерциализации и массового производства в ближайшие годы. Ожидается, что захватывающие достижения и прорывы произведут революцию в отрасли хранения энергии и будут способствовать широкому внедрению твердотельных аккумуляторов.