Автор admin 
Чим SSB кращий за Li-ion
Сучасні електромобілі живляться літій-іонними акумуляторами — це велика й важка батарея, яка зазвичай розміщується в підлозі машини для зниження центру ваги. Всередині батареї іони літію рухаються через рідкий електроліт — ефективний, проте леткий, легкозаймистий і з відносно обмеженою ємністю енергії.
Читайте также: Чому кава не допомагає. Вчені пояснили, як дефіцит двох вітамінів непомітно вимикає вашу енергію
Не всі SSB є цілком твердими. Деякі — напівтверді або потребують трохи рідини для поліпшення електропровідності. Інші залежать від підвищених температур або високого тиску для підтримки стабільності. Проте основна ідея — провідність іонів через тверде середовище — простежується в усіх твердотілих батареях.
Плюси твердотілих акумуляторів
Передусім SSB вигідно виділяються вищою щільністю енергії. Тверді електроліти дозволяють використання літієвих металевих анодів, здатних утримувати значно більше заряду на кілограм батареї. Як Інститут системних та інноваційних досліджень Фраунгофера, завдяки цьому твердотілі акумулятори можуть досягти 350−500 Вт·год/кг. Для порівняння, сучасні літій-іонні батареї в середньому мають до 300 Вт·год/кг.
Вища щільність енергії на практиці дає змогу отримати легші батареї та більший пробіг. Для автовиробників це нагода зменшити розміри своїх батарей та відповідно скоротити витрати. Серед водіїв же поява SSB може усунути так звану тривогу пробігу — страх, що заряду акумулятора EV не вистачить, щоб доїхати до потрібного місця або місця зарядки.
Під дією певних навантажень(скажімо, перезарядження чи швидкого нагрівання) рідкі електроліти можуть спричинити тепловий розгін — ланцюгову реакцію, що призводить до загоряння акумулятора. Порівняно з ними, тверді електроліти стійкіші до перепадів температур і менше ризикують перегрітися, хоч і теж не є негорючими.
Окреме дослідження на запит Європейської федерації транспорту та довкілля показало, що твердотілі батареї можуть зменшити вуглецевий слід акумулятора EV до 39% порівняно з літієвими батареями — але за умови, якщо SSB виготовлятимуться з найбільш екологічно чистих матеріалів.
І чи не найприємніший бонус SSB — це швидка зарядка. Оскільки в твердотілих батареях іони літію рухаються більш впорядковано, а їхні аноди ефективніше накопичують заряд, майбутні SSB мають значно скоротити час заряджання. Приміром, у 2023 році Toyota оголосила, що її майбутні моделі з твердотілими акумуляторами зможуть заряджатися від 10 до 80% всього за 10 хвилин в умовах швидкої зарядки постійним струмом.
Мінуси твердотілих акумуляторів
Серйозною проблемою SSB залишається утворення дендритів — крихітних голкоподібних наростів літію, які з’являються під час багаторазової зарядки. З часом вони можуть прорости крізь твердий електроліт і спричинити коротке замикання, яке псує роботу акумулятора.
Згідно з оглядом у журналі Nature Energy, універсального рішення цієї проблеми ще немає. Наразі розробники SSB пробують різні методи: одні розробляють міцніші керамічні електроліти, інші покривають електроди захисними буферними шарами.
Читайте также: Зоряний канібалізм. Вчені знайшли докази поглинання планет зіркою-близнюком
Важливо й те, що сучасні літій-іонні батареї виготовляють на заводах, які вдосконалювалися роками, з давно налагодженими поставками. А ось твердотільні батареї потребують нових і специфічних умов: високого тиску для підтримання контакту електродів, високих температур для стабільного руху іонів тощо.
Хто і коли випустить SSB
Як запустити конвеєр, що буде випускати мільйони SSB за прийнятною ціною — ось питання, над яким ламають голову виробники вже сьогодні. Перші успіхи вже є. За даними звіту IDTechEx, фірми QuantumScape та Solid Power створили пілотні виробничі лінії для вдосконалення виробничих процесів. QuantumScape, чиїм акціонером є зокрема Volkswagen, повідомила про успіхи в масштабуванні виробництва своїх твердотілих літій-металевих батарей.
Mercedes-Benz і Factorial Energy торік успішно випробували модифікований седан Mercedes EQS, оснащений твердотілим акумулятором. Він проїхав на одній зарядці приблизно 1205 кілометрів. Прототип SSB зберіг приблизно на 25% більше енергії, ніж стандартний акумулятор EQS, маючи таку саму вагу та розміри.
Тим часом Stellantis, материнська компанія Jeep і Peugeot, уклала угоду з Factorial Energy — ця компанія розроблює та виробляє твердотілі акумулятори для електромобілів та інших застосувань. За даними The Verge, її батареї FEST можуть заряджатися від 15 до 90% приблизно за 18 хвилин при кімнатній температурі. Кожен кілограм FEST зберігає 375 Вт·год енергії — навіть після понад 600 циклів зарядки.
А Toyota і японська енергетична компанія Idemitsu будують заводи з виробництва твердих електролітів на основі сульфіду літію, які є важливим матеріалом для повністю твердотілих конструкцій. Мета — випустити електромобілі з SSB в продаж уже до 2027−2028 року.
Посадовець Міністерства економіки, торгівлі та промисловості Японії Сатоші Нохара заявив, що його країна поставила за мету комерціалізувати повністю твердотілі акумулятори приблизно до 2030 року. Зі свого боку, Євросоюз торік запустив HyLiST — дослідницький проєкт для розробки й масштабування технологій SSB. Геополітичний план очевидний: той, хто першим розгорне надійне масове виробництво твердотілих батарей, домінуватиме на ринку електромобілів наступного покоління.
Втім, сподіватися на SSB-революцію найближчим часом не варто. Дослідницька служба BloombergNEF прогнозує, що до 2035 року твердотілі акумулятори становитимуть лише 10% світового попиту на електромобілі та батареї для зберігання енергії. Очікується, що SSB спершу будуть впроваджені в автівки преміум-класу.
Якщо найближчим часом комусь із великих гравців вдасться вирішити проблеми з виробництвом та довговічністю, твердотілі акумулятори можуть сколихнути ринок уже до кінця десятиліття. А разом із ними з високою ймовірністю з’являться витриваліші, безпечніші та зручніші електромобілі.
Читайте также: Дрібні, але багато. США випробували рої дронів для боротьби з атаками великих БпЛА