В ход идет керамика
По словам руководства TDK, новый материал обеспечивает плотность энергии в районе 1000 ватт-часов на литр. Это примерно в 100 раз больший объем, чем имеют нынешние аккумуляторы TDK массового производства. С тех пор как компания представила их в 2020 году, ее конкуренты значительно продвинулись. В целом, на сегодняшний для твердотельных аккумуляторов нормой является 50 Вт ч/л. Что касается круглых перезаряжаемых батарей, работающих на традиционных электролитах, их емкость примерно равна 400 Вт ч/л
Мы уверены, что наш недавно разработанный материал сможет внести значительный вклад в энергетическое развитие общества. В скором времени мы постараемся представить уже коммерческие образцы новых аккумуляторов
— Нобору Сайто, исполнительный директор TDK.
Аккумуляторы будут производиться из цельнокерамического материала с твердым электролитом на основе оксида собственного производства и анодами из литиевого сплава. Новые батареи имеют высокую способность к накапливанию электрического заряда. Это позволит уменьшить размеры устройства и увеличить время работы, в то время как оксид придает аккумулятору стабильность, а значит, и безопасность.
Также технологию можно задействовать в энергетических элементах малого размера, например, в очень распространенных круглых батарейках, которые используются в часах и прочей небольшой электронике.
Эксперты сомневаются
Новое японское изобретение — это настоящий прорыв в технологической отрасли и, возможно, один из шагов к революции в сфере накопления энергии. Мир нуждается в аккумуляторах нового типа, но пока что сталкивается с серьезными проблемами на пути к их массовому производству. Особенно это касается батарей большого объема.
Твердотельные аккумуляторы безопаснее, легче и потенциально дешевле, чем современные батареи на основе жидких электролитов. Кроме того, твердотелы обеспечивают более продолжительную работу, а заряжаются значительно быстрее.
Что касается аккумуляторов для смартфонов и электрических автомобилей, то тут с внедрением твердотельных элементов пока имеются значительные сложности. Это связано с тем, что батареи TDK используют керамическую базу. Это значит, с увеличением размера будет расти хрупкость аккумуляторов. Однако компания обещает, что постарается максимально быстро решить эту техническую проблему.
Впрочем, эксперты не разделяют воодушевленного настроения руководства TDK и считают, что в ближайшее время новая технология вряд ли дойдет до стадии коммерческого использования.
Неблагоприятные механические свойства, а также сложность и дороговизна массового производства являются проблемами для внедрения твердотельных аккумуляторов на основе оксида в смартфоны
— Кевин Шанг, старший аналитик Wood Mackenzie, компании по обработке данных и аналитике.
Многие специалисты в сфере устройств для накопления энергии полагают, что лучший вариант для использования твердотельных аккумуляторов — это электромобили. Последние смогут увеличить от нововведения запас хода. И лидеры автомобильной отрасли усердно работают в этом направлении. К примеру, Toyota планирует к 2027 году перейти на твердотельные аккумуляторы, Nissan — годом позже, а Honda — к концу 20-х годов.
Хитрый маркетинг?
Надо сказать, что автопроизводители используют другую технологию для производства аккумуляторов для электромобилей. Электролиты на основе сульфатов выступают альтернативой для оксида, на который сделала ставку TDK.
Робин Цзэн, основатель и исполнительный директор CATL, крупнейшего в мире производителя аккумуляторов для электромобилей, в марте заявил Financial Times, что твердотельные аккумуляторы работают недостаточно хорошо, им не хватает долговечности и по-прежнему существуют проблемы с безопасностью.
Слышать такие высказывания довольно странно, ведь CATL — это дочерняя компания Amperex Technology. А та, в свою очередь, является собственностью TDK и считается мировым лидером по производству литийионных аккумуляторов. Получается, левая рука не ведает, что творит правая. Или компания реализует хитрую маркетинговую стратегию. Поживем-увидим.
Небольшая справка
Компания TDK была основана в 1935 году. В 60–80-е годы она стала лучшей в мире фирмой по производству кассет для магнитофонов. Тогда бренд TDK был синонимом высочайшего качества. Также компания имеет огромный опыт в производстве материалов и технологий для аккумуляторов.
На данный момент TDK контролирует от 50 до 60% мирового рынка аккумуляторов малой емкости, которые работают в смартфонах. В планах концерна — выход в лидеры на рынке батарей средней емкости, которые используются в более крупных устройствах, например, в дронах.
И пока эксперты выражают скептицизм в отношении новой технологии, TDK уже направила письма крупным клиентам. В них компания пообещала выслать прототипы аккумуляторов уже в следующем году. А там и до коммерческого производства, как говорится, рукой подать.
