Очікується різке падіння цін: твердотільні батареї надходять у дослідне виробництво

Обсяги виробництва твердотільних акумуляторів до 2027 року можуть досягти рівня гігават-годин, а їхня вартість значно знизиться. Такий прогноз оприлюднив сайт PV Magazine, посилаючись на дані аналітичної компанії TrendForce з Тайваню.

Останнім часом посилюється тенденція до комерціалізації твердотільних акумуляторів, що обіцяють безпеку і високу щільність енергії. У цій технології зацікавлені різні галузі: від виробництва автомобілів до зберігання енергії. Останні результати TrendForce показують, що великі виробники в усьому світі, як-от Toyota, Nissan і Samsung SDI, вже почали пілотне виробництво повністю твердотільних акумуляторів.

Передбачається, що до 2027 року обсяги виробництва можуть сильно збільшитися завдяки масштабуванню підприємств. Уже зараз вони досягли масштабу установки на рівні ГВт*год, зі щільністю енергії осередків у діапазоні 300-360 Вт*год/кг.

Швидке розширення підприємств призведе до зниження вартості елементів, які до 2035 року досягнуть рівня 0,084-0,098 долара. Повністю твердотільні батареї переходять від прототипних зразків осередків до виробництва в промислових масштабах і, як очікується, також зіткнуться з високими витратами на початковому етапі виробництва, що може підвищити початкові ціни на продукцію. Експерти прогнозують, що до 2030 року, якщо масштаб застосування повністю твердотільних батарей перевищить 10 ГВт*год, ціни на комірки, ймовірно, впадуть приблизно до 0,14 долара/Вт*год.

Потрібно розуміти, що ажіотаж навколо твердотільних батарей дещо вщух, оскільки їх впровадження зайняло більше часу, ніж очікувалося. Набагато швидше вийшло випустити на комерційний ринок напівтверді акумулятори, що поєднують у собі твердий і рідкий електроліт.

Вони вже досягли масштабу ГВт*год, а щільність зберігання комірок тримається в діапазоні 300-360 Вт*год/кг. Початкова ціна напівтвердотільних осередків зараз перевищує 0,14 долара/Вт*год через невеликі масштаби виробництва і відносну незрілість виробничих технологій, але має знизитися до 0,056 долара до 2035 року. Деякі з них використовуються в електромобілях.

Сьогодні існує три конкуруючі способи створення твердотільних акумуляторів на основі різних типів електроліту, і кожен з них має свій власний набір технологічних недоліків. Моделі на основі полімерів відносно зрілі та вже були комерціалізовані в деяких частинах Європи. Наприклад, французька компанія Blue Solutions вже виробляє такі твердотільні акумулятори для електробусів Daimler. Однак цей клас акумуляторів, як і раніше, стикається з проблемами з погляду допустимого навантаження за напругою та іонної провідності.

Оксидні тверді електроліти вважаються найбільш хімічно стабільними, але їх складно виробляти. Контакт "тверде тіло-тверде тіло" між електролітом і активними матеріалами катода/анода призводить до більш високого внутрішнього опору.

Твердотільні батареї на основі сульфіду демонструють особливо високий потенціал через свою іонну провідність, яка найбільш близька до провідності рідких електролітів і може навіть перевершувати її. Цей клас твердотільних батарей досліджується великими розробниками, зокрема Toyota, Samsung SDI, LGES, SK On, CATL і BYD. Однак ця хімія нестабільна на повітрі і дуже чутлива до вологи, що ускладнює процес виробництва і потенційно призводить до виділення газу H2S, який отруйний і легко загоряється.

"Хоча ключові показники продуктивності, як-от швидкість заряду-розряду і термін служби, ще не досягли стандартів комерціалізації, а поточні витрати залишаються неконкурентоспроможними порівняно з рідкими літій-іонними акумуляторами, витрати на SSB значно покращаться в міру масштабування виробництва завдяки сильній державній політиці та капіталовкладенням", — кажуть аналітики", — наголосили в TrendForce", — наголосили в TrendForce.

Раніше компанія IDTechEX повідомила про зниження цін на літій-іонні акумулятори. Експерти вбачають причину в скороченні вартості сировини: літію, нікелю, кобальту і графіту. Здешевлення може мати негативні наслідки для ринку.