Спустя год после запуска своей продукции твердотельных аккумуляторов Gotion High-tech (002074.SZ) недавно провела свою Глобальную технологическую конференцию 2025 года, на которой объявила о завершении строительства опытной линии мощностью 0,2 ГВт⋅ч для полностью твердотельных аккумуляторов и о выпуске шести новых продуктов, включая квазитвердотельный аккумулятор Gotion. Сообщается, что более четырех клиентов уже установили этот квазитвердотельный аккумулятор в свои автомобили для тестирования.
На конференции главный научный сотрудник Gotion High-tech Чжу Баосин рассказал, что энергетическая плотность элемента квазитвердотельного аккумулятора Gotion может достигать более 300 Вт⋅ч/кг, а энергетическая плотность системы может превышать 235 Вт⋅ч/кг. Сферы применения сосредоточены в основном в трех областях: электрические вертолеты с вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL), новые энергетические транспортные средства (NEV) и гуманоидные роботы.
Чжу Баосин сообщил Cailian Press, что стандарты для квазитвердотельных аккумуляторов — это безопасность, а также высокая емкость и дальность хода, которая за ней стоит. Поэтому автопроизводители, выбранные компанией для тестирования установки аккумуляторов в автомобилях, — это известные международные и отечественные бренды, чья продукция имеет большую дальность хода и более новые модели автомобилей, способные достигать 1000 км в плане дальности хода. «Ожидается, что несколько автопроизводителей объявят об установке квазитвердотельного аккумулятора Gotion в свои автомобили в этом году».
Технологическая зрелость, контролируемость затрат и гарантия безопасности считаются тремя необходимыми условиями для вывода квазитвердотельных аккумуляторов на рынок. Говоря о том, когда квазитвердотельные аккумуляторы могут быть выведены на рынок, Чжу Синбао заявил в ходе обмена мнениями после конференции, что они, как ожидается, будут быстро выведены на рынок в течение пяти лет. Однако достижение полномасштабной коммерциализации все еще займет некоторое время.
Квазитвердотельные аккумуляторы сталкиваются с проблемой «хотеть всего и сразу»
Как «компромиссное» решение для полностью твердотельных аккумуляторов, квазитвердотельные аккумуляторы вызывают большие ожидания в отрасли благодаря своим преимуществам в виде высокой энергетической плотности и большой дальности хода, а также лучшей способности решать проблемы риска термического разбега жидких литий-ионных аккумуляторов. Это сделало их конкурентным направлением для отечественных производителей аккумуляторов.
Однако Чжу Синбао отметил, что массовое производство и установка квазитвердотельных аккумуляторов на транспортных средствах — непростая задача. С технической точки зрения, технология настоящих твердотельных аккумуляторов предполагает фундаментальное изменение способа переноса ионов. В процессе индустриализации производства квазитвердотельных аккумуляторов необходимо преобразовать существующие производственные линии для жидких литиевых аккумуляторов. Это требует постоянных исследований, чтобы определить, какое оборудование нужно добавить, какое заменить, какое можно сохранить, а также внести значительные корректировки в параметры. Доля изменений превышает ожидания.
По его мнению, квазитвердотельные аккумуляторы уже имеют условия для внедрения в настоящее время, но это зависит от того, насколько глубоко изучена технология. «Если мы просто уменьшим количество электролита со 100% до 90%, аккумулятор, безусловно, будет работать, но вопрос о том, повысилась ли безопасность, остается открытым, что свидетельствует о том, что реальные проблемы еще не решены».
По словам Чжу Синбао, квазитвердотельный аккумулятор Gotion преодолел несколько ключевых технологий аккумуляторов. С точки зрения безопасности, которая привлекает наибольшее внимание, его твердотельная конструкция обеспечивает аккумулятору «наноразмерный» пуленепробиваемый жилет, позволяя ему оставаться «негорючим и невзрывоопасным» даже при прокалывании 3-миллиметровой стальной иглой.
С точки зрения внедрения, Gotion High-tech запланировала построить производственную линию квазитвердотельных аккумуляторов мощностью 12 ГВт⋅ч. В настоящее время опытный образец «001», оснащенный квазитвердотельным аккумулятором Gotion, накопил общий пробег более 10 000 километров.
Чжу Синбао заявил, что некоторые автопроизводители уже вывели на рынок полутвердотельные аккумуляторы с запасом хода в 1000 километров на ранних этапах, но выход показателя может составлять всего 45%. Для предприятий это делает коммерческое внедрение невозможным. Продукты, выводимые на рынок, должны быть прибыльными для бизнеса; в противном случае они не смогут выжить.
«Необходимо решить как научные, так и технические вопросы, добиваясь при этом прибыльности. «Это и есть основная проблема при продвижении полутвердотельных аккумуляторов», — добавил он. В настоящее время вторые поколения полутвердотельных аккумуляторов компании уже начали включать систему с более высокой емкостью. Однако для снижения рисков безопасности необходимо решить проблемы их стабильности, и для этого требуются дальнейшие научные исследования. Кроме того, когда речь заходит о коммерческом внедрении, также необходимо выяснить, можно ли добиться высокого выхода продукции.
Когда появятся полностью твердотельные аккумуляторы?
Стоит отметить, что среди шести продуктов, выпущенных Gotion High-tech на этот раз, есть полностью твердотельный аккумулятор «Цзиньши». По словам руководителя бизнеса компании Пань Жуйцзюня, этот аккумулятор использует сернистый маршрут, при этом плотность энергии элемента аккумулятора составляет 350 Вт·ч/кг, а емкость одного элемента — 70 А·ч. Он уже начал испытания по установке на транспортные средства.
Твердотельные аккумуляторы стали глобальным направлением исследований и разработок благодаря своей высокой безопасности и преимуществам в энергоемкости, продвигая силовые аккумуляторы в критическое окно технологического обновления. Чжу Синбао рассказал СМИ, таким как Cailian Press, что популярность твердотельных аккумуляторов обусловлена именно разнообразием технологических маршрутов, при которых материалы с высокой электропроводностью используются для замены электролитов.
В настоящее время наиболее популярным на рынке является сернистый маршрут, однако этот материал предъявляет более высокие требования к практическому применению с точки зрения герметичности, технологии и стоимости.
Кроме того, существуют и такие маршруты, как соединения борогидридов и тонкопленочные твердотельные электролиты. «Каждый электролитный материал имеет абсолютные преимущества, но и абсолютные недостатки. Поэтому отечественные производители в настоящее время выбирают композитный маршрут, стремясь к прорывам путем совместной оптимизации систем из нескольких материалов и взаимного обучения», — сказал Чжу Синбао.
Что касается контроля темпов индустриализации, то в отрасли сформирован стратегический консенсус относительно «двухэтапного» подхода. Полутвердотельные аккумуляторы, как переходное решение, уже имеют условия для быстрого внедрения в течение 3-5 лет. По мнению Gotion High-tech, они могут быть быстро введены на рынок в течение пяти лет.
Что касается твердотельных аккумуляторов, то наиболее перспективным является сульфидный путь, обладающий такими преимуществами, как высокая ионная проводимость и хорошая механическая стабильность. В будущем отрасль, несомненно, продолжит углубленные исследования этой системы, постоянно преодолевая существующие проблемы. Ранее отраслевые эксперты заявляли, что в Китае плановой целью отрасли является достижение стабильного сульфида к 2025 году, что позволит его применение на уровне индустриализации аккумуляторов. К 2026 году он будет протестирован на уровне отдельных элементов аккумуляторов, при этом отрасль продолжит активизировать свои усилия в этой области. Компания Gotion High-tech, которая уже провела дорожные испытания, достигла лидирующих успехов.
Аналитики отрасли считают, что окно коммерциализации полутвердотельных аккумуляторов может открыться в период с 2025 по 2028 год. Чжу Синбао заявил, что Китай уже обладает очень передовыми технологиями в области силовых аккумуляторов, но также сталкивается с вызовом потенциальной замены разрушительными технологиями в будущем, что подчеркивает необходимость проведения НИОКР в области твердотельных аккумуляторов. В настоящее время США, Япония и Южная Корея делают ставку на это направление. По его мнению, если НИОКР в области твердотельных аккумуляторов увенчается успехом, они заменят жидкостные аккумуляторы, и технология силовых аккумуляторов Китая продолжит лидировать в мире.
