Ожидается резкое падение цен: твердотельные батареи поступают в опытное производство

Технология обещает высокую плотность энергии и безопасность по сравнению с батареями на жидких электролитах, и ее уже начали активно внедрять.

Объемы производства твердотельных аккумуляторов (Solid-State Batteries, SSB) к 2027 году могут достичь значительных масштабов, а их стоимость значительно снизится. Прогнозы, основанные на данных аналитической компании TrendForce, предполагают, что в ближайшие годы твердотельные аккумуляторы, которые обладают повышенной безопасностью и высокой плотностью энергии, будут активно коммерциализироваться и внедряться в различных отраслях — от производства автомобилей до хранения энергии.

К 2027 году ожидается значительное увеличение объемов производства этих батарей. Уже сейчас промышленные масштабы достигают уровня установки на ГВтч, с плотностью энергии ячеек в диапазоне 300-360 Втч/кг. Масштабирование производства будет способствовать снижению цен. Ожидается, что к 2035 году стоимость твердотельных аккумуляторов снизится до уровня 0,084–0,098 доллара/Втч. Однако на начальных этапах массового производства ожидаются высокие издержки, что приведет к увеличению цен на первые модели. К 2030 году, когда объем применения твердотельных батарей превысит 10 ГВтч, стоимость ячеек может снизиться до 0,14 доллара/Вт*ч.

Вместе с тем, в последние годы наблюдается некоторое замедление внедрения твердотельных аккумуляторов, поскольку их коммерциализация заняла больше времени, чем ожидалось. Вместо этого на рынок быстрее вышли полутвердотельные аккумуляторы, которые сочетают в себе твердый и жидкий электролит. Эти аккумуляторы уже достигли масштабов ГВтч, и их плотность энергии также составляет 300-360 Втч/кг. Стоимость полутвердотельных аккумуляторов на текущий момент превышает 0,14 доллара/Втч из-за малого масштаба производства, но предполагается, что к 2035 году она снизится до 0,056 доллара/Втч. Некоторые из этих батарей уже используются в электромобилях.

Технология создания твердотельных аккумуляторов активно развивается в разных направлениях, и существует несколько способов изготовления таких батарей с разными типами электролитов. Каждый из них имеет свои особенности и технологические недостатки. Например, аккумуляторы на основе полимерных электролитов уже коммерциализированы в Европе, например, для электробусов Daimler французской компанией Blue Solutions, однако они по-прежнему сталкиваются с проблемами, связанными с допустимой нагрузкой по напряжению и ионной проводимостью.

Аккумуляторы с оксидными твердыми электролитами считаются наиболее химически стабильными, но они сложны в производстве, а контакт между электролитом и активными материалами катода/анода приводит к более высокому внутреннему сопротивлению. В свою очередь, аккумуляторы с сульфидными электролитами обладают высокой ионной проводимостью, которая приближается к проводимости жидких электролитов, что дает им большой потенциал. Эти батареи активно исследуются крупными компаниями, такими как Toyota, Samsung SDI, LGES, SK On, CATL и BYD. Однако проблемы с нестабильностью и чувствительностью к влаге сульфидных электролитов, а также возможность выделения опасного газа H2S, усложняют процесс их производства.

Несмотря на текущие трудности с производительностью, сроком службы и высокими затратами, эксперты считают, что твердотельные аккумуляторы могут стать конкурентоспособными на рынке по мере расширения производства и с учетом государственной поддержки и капиталовложений.

Источник: PV Magazine