«600 км на одном заряде» — Samsung SDI планирует к 2020 году удвоить энергетическую плотность аккумуляторов для электромобилей

Компания Samsung SDI планирует разработать к 2020 году литий-ионные аккумуляторы, которые позволят электромобилям проезжать на одном заряде около 600 км. Это вдвое больше показателя аккумуляторов, которые крупнейший мировой производитель литиево-ионных аккумуляторов начнет поставлять в текущем году. Об этом было объявлено в ходе мероприятия Int’l Rechargeable Battery Expo, которое проходило с 2 по 4 марта в международном выставочной центе Tokyo Big Sight

Литий-ионные аккумуляторы Samsung SDI для электромобилей используют никель-марганец-кобальтовый композит (Ni-Mn-Co) в качестве катода и графит в качестве анода. В компании считают, что увеличить запас хода электрокаров до 500 км к 2018 году можно, улучшив существующие электроды. Говоря конкретнее, в будущем производитель планирует уменьшить размер частиц положительного и отрицательного электродов, а также улучшить кристаллическую структуру графита.

Кроме того, к 2020 году Samsung SDI намерена увеличить показатель пробега электромобилей на одной зарядке до 600 км за счет использования для изготовления электродов новых материалов. В частности, рассматриваются такие варианты, как увеличение доли никеля в положительном электроде, переход на композит литий-никель-кобальт-оксид алюминия (NCA) в положительном электроде, а также замена графита материалом на основе кремния в отрицательном заряде.

По словам вице-президента Automotive & ESS Business и руководителя подразделения маркетинга и планирования Samsung SDI Зин Парка, нынешние литий-ионные аккумуляторы, использующие жидкий электролит, достигнут предела своих возможностей в 2023-2025 году. Именно поэтому уже сейчас Samsung SDI разрабатывает полностью твердотельные аккумуляторы, литий-металлические аккумуляторы и литий-воздушные аккумуляторы.

В прошлом году компания создала прототип аккумулятора, в котором используются исключительно твердотельные компоненты, энергетической плотности в 300 Вт*ч/кг. Это уже больше, чем у обычных батарей Li-ion с жидким электролитом. Коммерческие версии твердотельных аккумуляторов Samsung SDI планирует выпустить где-то в 2025 году.

Считается, что теоретический предел энергетической плотности обычных литий-ионных аккумуляторов составляет 250 Вт*ч/кг. Samsung SDI планирует довести этот показатель до значения 400 Вт*ч/кг уже к 2017 году за счет применения твердого электролита, характеризующегося высокой ионной проводимостью. Сейчас компания рассматривает несколько вариантов, включая твердотельный электролит на основе сульфида.

Что же касается литий-металлических и литий-воздушных аккумуляторов, компания планирует воплотить эти концепции в реальных продуктах не ранее 2026 года. По оценкам производителя, они будут характеризоваться плотностью 900 Вт*ч/кг и позволят электромобилям проезжать без подзарядки более 700 км.