Шведский производитель литиевых аккумуляторов Northvolt, купил калифорнийский стартап Cuberg, разработавший свою уникальную технологию литиевого аккумулятора. Как заявляют в Cuberg, они создали принципиально новый вид аккумулятора, сочетающий в себе характеристики классического и твердотельного аккумулятора. При этом их батарея по-прежнему имеет в своём составе жидкий электролит, который при этом сочетает в себе удобство использования обычных электролитов со стабильностью и характеристиками твёрдого тела.
Команду Cuberg составили выходцы из Стэндфордского университета. Они заявляют, что их батареи основаны на инновационном негорючем электролите в сочетании с лёгким литиевым металлическим анодом. Эта технология уже была проверена в 2020 году Министерством энергетики США, которое подтвердило, что подобная архитектура ячеек радикально увеличивает плотность энергии и мощность, обеспечивая при этом надёжность и безопасность продукта. Так что можно сказать, что у Tesla появляется серьёзный конкурент в отрасли, в лице альянса Cuberg и Northvolt.
Питер Карлссон, генеральный директор и соучредитель Northvolt, сказал, что сочетание сильных сторон Cuberg с возможностями и технологиями Northvolt позволит значительно улучшить производительность и безопасность при одновременном снижении стоимости аккумуляторных элементов следующего поколения.
«Это критически важно для ускорения перехода к полностью электрическим транспортным средствам и удовлетворения потребностей ведущих автомобильных компаний в соответствующие сроки»
Ричард Ван, генеральный директор и соучредитель Cuberg, сказал: «Northvolt предлагает технологии и производственные возможности, которые ускорят коммерциализацию и внедрение нашей технологии металлического лития».
В весьма оптимистично и по-боевому настроены на захват рынка аккумуляторов, заявляя, что дальнейший путь Northvolt теперь предусматривает коммерциализацию революционного литий-металлического элемента с плотностью энергии 1000 Вт*ч/л к 2025 году, наряду с выходом Northvolt на рынок электрической авиации. А ведь в перспективе рынок электрических летальный аппаратов станет столь же финансово ёмким и обеспечивающим стабильный приток доходов, как и рынок электрических автомобилей. Потенциальными клиентами нового аккумулятора, теперь уже Northvolt, станут производители электрических беспилотников, как пассажирских, так и грузовых, аэротакси, и даже производители магистральных авиалайнеров.
«…Предлагая более чем 70% -ное увеличение плотности энергии по сравнению с обычными литий-ионными элементами, аккумуляторные электрические летательные аппараты не будут единственными транспортными средствами, которые извлекут выгоду из этой новой технологии. В ближайшие пять лет технология металлического лития будет включена в портфель предложений Northvolt по элементам для автомобильных клиентов, что позволит электромобилям иметь большую дальностью действия, повышенную безопасностью с превосходными характеристиками, чем мы видим сегодня, и без ущерба для срока службы элементов или их стабильности».
Команда Cuberg остаётся в Калифорнии, будет продолжать работать в тесном сотрудничестве с командой разработчиков элементов Northvolt, базирующейся в Northvolt Labs в Вестеросе, над решением проблемы индустриализации ячеек.
Архитектура ячейки
Новый элемент работает аналогично обычному литий-ионному элементу, но с двумя существенными изменениями в его конструкции. В то время как современный литий-ионный элемент имеет графитовый анод, который накапливает ионы лития в состоянии заряда и высвобождает их во время разряда для обеспечения питания, литий-металлический элемент Cuberg вместо этого имеет анод из чистого металлического лития.
В литий-ионном элементе плотность энергии ограничена количеством ионов лития, которые могут храниться в слоях анода на основе графита. Напротив, металлический литиевый элемент может хранить намного больше ионов на своем аноде и, следовательно, в десять раз больше энергии. Что касается катода, Northvolt рассчитывает использовать свой современный никель-марганцево-кобальтовый катод внутри литиево-металлического элемента.
Что особенно примечательно в технологии ячеек Cuberg, так это не столько использование металлического лития, сколько то, как она позволяет его использовать. В конце концов, металлический литий был известен исследователям аккумуляторов на протяжении десятилетий как идеальный анодный материал из-за его свойств материала, в частности его исключительной способности сохранять энергию, проводимости и лёгкости. Однако проблема всегда заключалась в его реализации в жизнеспособной ячейке.
Отчасти из-за своей высокой плотности энергии металлический литий обладает высокой реакционной способностью – слишком большой, чтобы его можно было использовать в сочетании с традиционными жидкими электролитами и архитектурами элементов. Частично по этой причине многие группы исследователей изучают твёрдые электролиты, поскольку они будут менее реакционноспособны по отношению к металлическому литию.
Куберг решил не использовать твёрдый электролит, и основная инновация команды заключается в разработке нового негорючего жидкого электролита, который эффективно стабилизирует металлический литий, выполняя при этом типичную функцию электролита, служа средой для заряженных ионов. Электролит даёт дополнительное преимущество в виде повышенного уровня безопасности элемента, что делает технологию пригодной для коммерческого применения.
P.S.
Итак, мы видим, что разработки новых аккумуляторных элементов не останавливаются ни на минуту. Учёные и инноваторы в разных концах планеты работают над задачей создания самого лучшего, мощного, долговечного и безопасного накопителя энергии. Кто-то решил пойти по пути создания твердотельных аккумуляторов, кто-то старается радикально улучшить технологию с использованием электролита. Но во всех случаях мы видим, что литий становится, да уже и сейчас им является, по сути, энергетической кровью цивилизации. То, что значительная часть транспорта к середине столетия перестанет быть ископаемотопливной это уже считайте, что факт. Останется вопрос, откуда брать необходимое количество лития, учитывая его ограниченные запасы в разведанных и разрабатываемых месторождениях. Поэтому я в одной из своих предыдущих статей поставил вопрос, а не является ли новая “лунная гонка” гонкой по поиску новых запасов лития. Если сложить отдельные пазлы в единую мозаику, то получается вполне фантастическая картина, которая на самом деле более реальная, чем многие “информационные” поводы сегодняшнего дня.
Уважаемые читатели, чтобы не пропустить наши свежие статьи вы можете подписаться на наш Телеграм-канал. Оставляйте комментарии, ставьте лайки, делайте репосты (кнопки соцсетей есть в конце каждого материала). Ваше участие нам очень важно!
