Китай лідирує у сфері розробки та впровадження безлітієвих акумуляторів

29 червень 2023

Безлітієві акумулятори: Китай випереджає всіх у перегонах патентів

Сьогодні технології, що використовують магній, натрій або алюміній, є найбільш перспективними для отримання більш економічних і менш токсичних накопичувачів енергії, ніж літій-іонні батареї. Видавництво Nikkei Asia проаналізувало, які з країн найактивніше займаються пошуками альтернатив.

На кінець 2022 року діяло 9862 патенти у сфері технологій накопичення та зберігання енергії — цей показник у 12 разів більший, ніж у 2012 році. При цьому безперечним лідером у «патентних перегонах» є Китай, на його частку припадає більше, ніж половина всіх патентів, що діють, — 5486. Друге місце, з величезним відставанням, займає Японія – 1192 патенти, хоча ще у 2015 році вона займала провідні позиції зі значним відривом. Третіми у рейтингу йдуть Сполучені Штати — 719 патентів, далі Південна Корея з 595 патентами, замикає п'ятірку лідерів Франція — 128.

Якщо говорити про безлітієві акумулятори, то найбільш перспективний напрямок — це натрій-іонні батареї:

• Їхня вартість на 60-70% нижча, ніж аналогічні за місткістю літієві АКБ насамперед внаслідок дешевизни натрію. Крім того, він дуже доступний і видобувається в багатьох країнах.

• Вони екологічно безпечні, матеріали, які в них використовуються, легко і дешево можуть зазнавати вторинної переробки.

• Натрій-іонні АКБ пожежобезпечні, вони практично не нагріваються і не схильні до займання або вибуху.

• Без втрати експлуатаційних характеристик переносять глибокий розряд.

• Термін служби — до 10 років.

• Стабільна робота при температурах нижче 0°C.

• Їх виготовлення може бути запущено на тих же заводах та лініях, які зараз випускають літієві акумулятори.

За кількістю патентів у галузі натрій-іонних батарей Китай майже втричі випереджає США та Японію. Крім того, китайські розробники лідери у створенні іонно-цинкових батарей — ще однієї технології, яка може стати безпечною та дешевою альтернативою літієвим накопичувачам.

Японія займає передові позиції за кількістю патентів, пов'язаних із фторидно-іонними батареями. Їх місткість може бути в 10 разів більшою, ніж у сучасних літій-іонних акумуляторів. США — за кількістю патентів розробки акумуляторів з іонами магнію.

Натрій-іонні батареї: від теорії до практики

Ще відносно недавно — 2021 року — натрій-іонні батареї розглядалися як технологія з дуже вузьким спектром використання. Вони мали значно меншу щільність енергії, ніж літієві, тому їх планувалося використовувати у промислових накопичувачах енергії, де масогабаритні показники не є визначальними. Але лише за кілька років технологія була значно вдосконалена, що дозволило отримати зразки, які можуть конкурувати з літієвими АКБ навіть у такій сфері, як електротранспорт. У 2023 році відразу кілька компаній заявили про початок масового виробництва електрокарів із натрій-іонними батареями:

• Найбільший світовий виробник акумуляторів — компанія CATL (її частка на ринку літій-іонних батарей перевищує 30%) 16 квітня заявила про початок масового випуску літій-іонних акумуляторів, які будуть встановлені на автомобілях Chery.

• BYD, не уточнивши конкретну дату, також анонсувала початок випуску натрій-іонних батарей, які встановлюватимуться на невеликому електричному хетчбеку. Орієнтовно їм стане BYD Seagull, заявлений запас ходу на одному заряді — не менше 305 км, вартість — близько 11,6 тисячі доларів.

Але першою китайською компанією, яка опанувала масовий випуск натрій-іонних батарей, стала Hina. Вона разом з Volkswagen-JAC з лютого випускає електрокар Sehol E10X, запас ходу — близько 250 км.