Твердотельные батареи Honda: целевой запас хода 997 км, снижение стоимости на 25%.
Компания Honda ставит перед собой цель к концу десятилетия добиться запаса хода на твердотельных батареях в 997 км, уменьшив их размеры на 50%, вес на 35% и стоимость на 25%, однако масштабирование производства по-прежнему остается сложной задачей.
Компания Honda объявила о плане развития твердотельных батарей для электромобилей следующего поколения, стремясь к достижению запаса хода в 620 миль (приблизительно 997 км) на одной зарядке к концу этого десятилетия. По данным компании, эта технология позволит уменьшить размер батарейного блока на 50%, сделать его на 35% легче и снизить себестоимость производства на 25% по сравнению с жидкостными литий-ионными батареями, а также обеспечит более высокую безопасность и более быструю зарядку благодаря твердому электролиту. Эта информация была обнародована на встрече в Японии вскоре после завершения строительства пилотного завода по производству твердотельных батарей Honda; пилотная линия начнет работу в следующем месяце для разработки устойчивого и масштабируемого плана производства.
Целевые показатели эффективности и план развития
Ожидается, что первые электромобили Honda с твердотельными батареями смогут проехать 620 миль (приблизительно 997 км) на одном заряде, что вдвое больше, чем у многих современных автомобилей массового производства. После 2040 года прогнозируется увеличение запаса хода до 776 миль (приблизительно 1249 км) при значительном уменьшении размеров, веса и стоимости.
Особенность твердых электролитов заключается в том, что они менее летучи, чем жидкие растворители, что обещает снижение рисков для безопасности и позволяет достичь более высокой плотности энергии. Компания Honda заявляет, что ее твердотельные батареи могут быстро заряжаться со значительно большей скоростью, что способствует сокращению времени простоя во время длительных поездок.
| Категория | Цели/Параметры |
|---|---|
| Сфера деятельности (конец десятилетия) | 620 миль (приблизительно 997 км) |
| Сфера деятельности (после 2040 года) | 776 миль (приблизительно 1249 км) |
| размер аккумуляторного блока | Скидка 50% |
| Масса | На 35% легче |
| Производственные затраты | Скидка 25% |
| Безопасность | Более высокие перспективы благодаря твердым электролитам. |
| Быстрая зарядка | Значительно более высокая скорость (согласно объявлению) |
Основные технические барьеры
Несмотря на огромный потенциал, компания Honda признает наличие множества проблем на пути к индустриализации. По словам инженера Такеши Уэды из отдела исследований и разработок Honda, экспериментальные аккумуляторные элементы в настоящее время имеют размер, составляющий лишь около 1/100 от необходимого для установки в автомобили. Срочная задача – увеличить их масштаб в 100 раз и запустить в серийное производство.
Кроме того, сохраняются типичные проблемы твердотельных батарей: керамический сепаратор склонен к растрескиванию в процессе производства; в порошкообразных электролитах могут образовываться дендриты, потенциально вызывающие короткие замыкания; а строгие требования к контролю влажности приводят к увеличению затрат на электроэнергию. Это узкие места, с которыми в настоящее время сталкиваются многие проекты по разработке твердотельных батарей, представленные на рынке.
Подход компании Honda к производству
Для преодоления этих препятствий компания Honda одновременно внедрила несколько решений на уровне технологического процесса:
- С помощью технологии экструзии на высокой скорости создается тонкий, однородный электролитический слой.
- Применение непрерывного процесса смешивания позволяет в три раза увеличить скорость производства суспензии по сравнению с традиционным методом периодического смешивания.
- Каждый этап процесса осуществляется в отдельной климатически контролируемой зоне, что позволяет снизить общее энергопотребление всей производственной линии.
Завершение строительства опытного завода и запуск производственной линии в следующем месяце являются важнейшим шагом для проверки стабильности процесса, точной настройки параметров и оценки возможности его масштабирования до массового производства.
Перспективы развития после 2040 года и ожидаемые последствия
После 2040 года Honda планирует еще больше увеличить запас хода до 776 миль (приблизительно 1249 км), одновременно уменьшив размеры, вес и стоимость. Если эти цели будут достигнуты, пользовательский опыт использования электромобилей может кардинально измениться с точки зрения запаса хода и времени зарядки, а также значительно сократится пространство, необходимое для установки батарей в автомобилях.
По словам Кейджи Оцу, президента научно-исследовательского подразделения Honda, компания Honda называет твердотельные батареи «революционным решением» в эпоху электромобилей. Однако степень этого «революционного решения» напрямую зависит от способности компании решить проблемы массового производства, долговечности и стоимости.
Глобальная конкурентная среда
Не только Honda, но и многие другие крупные производители, такие как Toyota, Nissan, Stellantis, BMW и Volkswagen, также стремятся к коммерциализации твердотельных батарей. Прогнозируется, что эта гонка определит технологическое доминирование в следующем десятилетии, тем самым формируя опыт использования и цену массовых электромобилей.
Заключение
Компания Honda следует четкому плану: совершенствует свою испытательную линию, увеличивает размер аккумуляторных элементов примерно с 1/100 от прежнего до пригодных для использования размеров и оптимизирует процесс для снижения энергозатрат и производственных рисков. Целевые показатели – 620 миль (приблизительно 997 км) к концу десятилетия и 776 миль (приблизительно 1249 км) после 2040 года – в случае их достижения повысят конкурентоспособность электромобилей. Остается преодолеть технические препятствия, такие как растрескивание керамики, образование дендритов и контроль влажности, прежде чем твердотельные аккумуляторные батареи смогут широко использоваться в коммерческих автомобилях.
