Запас ходу 1200 км! Виробник автомобілів з новим джерелом енергії запускає твердотільні-батареї наступного-покоління, які будуть оснащені моделями масового-виробництва у 2025 році

У жовтні 2025 року провідні національні виробники нових джерел енергії офіційно оприлюднили на технологічній конференції розробку нового покоління твердотільних-батарей. Акумуляторна система використовує сульфідний електроліт і має щільність енергії 420 Вт-год/кг. Середньорозмірний седан-з живленням від батареї має комбінований запас ходу понад 1200 кілометрів і планує розпочати масове виробництво та встановити флагманську модель виробника в четвертому кварталі 2025 року. Ця новина сколихнула галузь, причому прорив розглядається як ключова ознака індустрії елементів живлення «ери-твердого стану» в той час, коли щільність енергії рідини Літій-іонні батареї наближаються до 350 Вт-год/кг.
I. ЯДРО ТЕХНОЛОГІЇ: Логіка прориву в діапазоні 1200 км
Основні переваги нового покоління твердотільних-акумуляторів походять від інновацій у трьох ключових технологіях, показники продуктивності яких значно перевищують показники звичайних рідинних акумуляторів:
(1) Подвійні прориви в сульфідних електролітах.
Акумулятор використовує сульфідні тверді електроліти, розроблені власноруч, щоб вирішити протиріччя між іонною провідністю та стабільністю традиційного електроліту. За словами технічного директора виробника, електроліт має іонну провідність при кімнатній-температурі 1,2 × 10 − 2См/см, що більш ніж у три рази перевищує іонну провідність традиційних рідких електролітів. У той же час технологія нано-композитної модифікації зменшує опір інтерфейсу на 60%. Цей прорив дозволяє батареї підтримувати потужність на рівні 85% навіть за низьких температур до мінус 20 градусів за Цельсієм, усуваючи проблему, пов’язану з ослабленням діапазону взимку для користувачів у північному Китаї.
(2) Композитні катодні матеріали збільшують щільність енергії.
Позитивний електрод батареї складався з композиційної системи «матеріалів на основі-багатого літієм{1}}марганцю», а градієнтна структура була створена за технологією осадження атомного шару, що збільшило співвідношення до 280 мАг/г. Система була поєднана з кремнієвим -вуглецевим композитним анодом (ємністю 1800 мА·год/г) і технологією металевого літієвого покриття для досягнення щільності енергії 420 Вт·год/кг. Це значно перевищує 350 Вт·год/кг твердотільних-батарей, які Zhong Ji зараз масово виробляє-, і більше, ніж Dongfeng Motor оголосила раніше.
(3) Проектування безпеки, реконструкція та система захисту.
Завдяки не-займистості твердого електроліту акумулятор повністю виключає рідкі електроліти, по суті усуваючи ризик втрати тепла. Випробування на проникнення цвяхів, проведені на місці конференції, показали, що клітини не виробляли відкритого вогню або диму після того, як були вбиті в сталевий цвях, з максимальною температурою поверхні лише 52 градуси. Крім того, акумуляторна батарея має стільникову буферну структуру, яка втричі міцніша за національний стандарт і залишається неушкодженою навіть після проходження тесту на падіння з 10-метрової висоти.
ii. Прогрес у масовому виробництві: техніко-економічний аналіз на 2025 рік
Що стосується розкладу масового виробництва до 2025 року, виробники оприлюднили комплексний план, який охоплює перевірку технологій і{1}}розбудову потенціалу, а також основні системи підтримки галузевого ланцюга:
(1) Схеми даних пілотної виробничої лінії створюють основу для масового виробництва.
Наразі батарея пройшла понад 5000 циклів випробувань на-власноруч збудованій виробником пілотній виробничій лінії потужністю 2 ГВт·год, досягнувши понад 3000 циклів життя (що еквівалентно понад 600 000 км пробігу) із коефіцієнтом затухання менше 20%. Тести швидкого заряджання показують, що при 4C ви можете заряджати до 80% за 12 хвилин, а ефективність поповнення енергії близька до бензинового автомобіля. Ці показники відповідають вимогам для масового виробництва автомобільних акумуляторів.
(2) Усунення вузьких місць на ранній стадії схеми постачання.
Щоб вирішити проблему масового виробництва твердотільних-акумуляторів, виробники співпрацюють із провідними підприємствами, такими як BTR і Enjie, щоб створити ексклюзивний ланцюг постачання. Серед них тривимірні пористі літій-вуглецеві композити, які постачає BTR, запобігають зростанню літієвих дендритів, тоді як нова лінія виробництва сульфідного електроліту дочірньої компанії Enjie може виробляти 1000 тонн на рік, гарантуючи постачання основних матеріалів. За словами виробника, вартість однієї батареї наразі контролюється на рівні 1,8 мВт·год. Хоча це вище, ніж 0,5-0,55 юаня для рідких акумуляторів, це зниження на 40% порівняно з 2024 роком.
(3) Будівництво виробничої лінії переходить до фінального спринту.
Розпочато будівництво допоміжної виробничої бази твердотільних-акумуляторів ємністю 8 ГВт-год в Індустріальному промисловому парку інтелектуального виробництва в дельті річки Чанцзян з використанням повністю автоматизованого інтегрованого обладнання для намотування та пакування. Очікується, що введення обладнання в експлуатацію буде завершено в другому кварталі 2025 року. Компанія планує мати початкову виробничу потужність 10 000 одиниць на місяць, віддаючи перевагу флагманським моделям, з підвищенням виробництва до 30 ГВт-год до 2026 року, щоб охопити виробничі лінії середнього та високого рівня.
III. Ударні хвилі промисловості: хвилі технологічних проривів
Технічне оголошення не лише змінює конкурентоспроможність для виробників електромобілів, але й має далекосяжні наслідки для всього нового ланцюжка енергетичної галузі:
(1) Автовиробники стикаються зі зростаючою конкуренцією в галузі твердотільних-батарей.
Раніше компанія Changan Automobile оголосила про плани масового виробництва та встановлення твердотільних акумуляторів ємністю 400 Вт·год/кг-(із радіусом дії 1500 км) у 2026 році, тоді як Geely має намір масово виробляти подібний продукт у 2026 році. На міжнародному ринку Toyota і Samsung SDI також встановили дати виробництва на 2027 рік. Галузеві аналітики кажуть, 2025-2027 рік стане критичним вікном для масового виробництва твердотільних-акумуляторів і бортових програм, а вибір технологічних шляхів визначатиме конкурентоспроможність автовиробників протягом наступного десятиліття.
(2) Зарядна інфраструктура стикається з проблемами реконструкції.
Діапазон 1200 км означає, що користувачам потрібно заряджати лише один або два рази на місяць, порівняно з 2-3 разами на тиждень зараз. Згідно з опитуванням China EV100, якщо до 2030 року рівень проникнення твердотільних-станцій досягне 30% відсотків, національний попит на над-станції для надшвидкої зарядки впаде на 25% 25%. У відповідь National Grid розпочала реконструкцію електростанції «інтегрованого накопичення та комутації фотоелектричної енергії» та побудувала пілотну купу надшвидкої зарядки для твердотільних батарей у регіоні дельти річки Янцзи.
(3) Суперечка щодо технічного маршруту триває.
Незважаючи на чіткий графік масового виробництва, галузь залишається розділеною щодо зрілості технології. Цзен Юцюнь, голова Асоціації автомобільної промисловості Китаю, раніше заявляв, що більшість сучасних «твердотільних-акумуляторів» насправді є напів-твердими продуктами, і що для масового-виробництва всіх-твердотільних-батарей потрібно вісім-10 років. Аналіз розбирання показав, що опублікована виробником батарея все ще містить 5% рідкого електроліту в категорії «квазі-твердого-стану», але це стало проривом у основних характеристиках електроліту.
IV. ВСТУП Майбутні виклики: три перешкоди для впровадження масового виробництва
Незважаючи на оптимізм, широкомасштабне-застосування твердотільних-батарей все ще стикається з багатьма реальними-проблемами:
(1) Контроль витрат залишається основною проблемою
При поточній ціні 1,8 кВт/год акумуляторна батарея на 80 кВт/год коштує приблизно 144 000 доларів США, або понад 40% від ціни основних моделей. Виробники кажуть, що завдяки локалізованому виробництву матеріалів (наразі 70% сульфідних електролітів імпортується) і збільшенню виробничих потужностей очікується, що до 2027 року витрати впадуть до 1 долара за ват-годину, що буде близько до вартості рідких батарей.
(2) Стандартні системи терміново потребують вдосконалення
Наразі не існує єдиного стандарту для твердотільних-акумуляторів щодо методів циклічного випробування чи критеріїв оцінки безпеки. Китайська асоціація виробників автомобілів об’єдналася з 12 автовиробниками та 20 підприємствами з виробництва акумуляторів для створення робочої групи стандартів. У 2025 році компанія планує випустити Технічну специфікацію для твердотільних акумуляторів у транспортних засобах, у якій будуть визначені такі ключові показники, як щільність енергії та показники безпеки.
(3) Система переробки має заповнити прогалини.
Металеві літієві аноди та сульфідні електроліти твердотільних-акумуляторів не підходять для традиційних процесів переробки акумуляторів, і існує брак розвинутих технологій переробки. Компанія співпрацює з GEM, щоб розробити процес переробки «цільової екстракції літію», який має на меті відновити понад 95% ресурсів літію та нікелю, а перша демонстраційна лінія, як очікується, буде завершена в 2026 році.
Вердикт: твердотільні батареї відкривають нову главу в енергетичній революції
Від лабораторій до автомобілів масового-виробництва, прорив твердотільних-акумуляторів із радіусом дії 1200 кілометрів знаменує офіційний початок «після-ери рідинних акумуляторів для індустрії електромобілів. Як зазначає Чжан Юнвей, віце-голова China EV100, твердотільні-батареї будуть встановлені в невеликих автомобілях наступного року 2{11}}3 роки, зміни в галузі. Незважаючи на те, що такі проблеми, як витрати та стандарти, залишаються, хвиля технологічних ітерацій є незворотною.