Kietojo elektrolito (solid-state) baterijos jau kurį laiką laikomos viena perspektyviausių krypčių elektromobilių rinkoje. Gamintojai viešai kalba apie modelius, kurie vienu įkrovimu galėtų nuvažiuoti apie 1 450 km, tačiau naujausios žinios rodo dar ambicingesnius tikslus. Technologijų bendrovė „Huawei“ pateikė patentą, kuriame aprašoma kietojo elektrolito baterijos koncepcija, teoriškai leidžianti pasiekti daugiau nei 2 900 km ridą vienu įkrovimu.
Tokia rida praktikoje reikštų, kad ilgos kelionės automobiliu būtų įveikiamos su minimaliais sustojimais. Vis dėlto realus nuvažiuojamas atstumas priklausytų nuo bandymų metodikos, važiavimo sąlygų, automobilio aerodinamikos, masės ir temperatūros. Todėl net ir esant labai optimistiniams laboratoriniams skaičiams, kasdienė rida gali būti mažesnė.
Kas pateikta „Huawei“ patente
Patento esmė – ne vien deklaruojama rida, o energijos tankis ir sprendimai, skirti stabilumui bei ilgaamžiškumui. Dokumentuose aprašoma kietojo elektrolito baterijos architektūra, kurioje numatomas 400–500 Wh/kg energijos tankis. Tai galėtų būti maždaug 2–3 kartus daugiau nei įprastų ličio jonų elementų atveju, todėl teoriškai tą pačią energijos atsargą būtų galima sutalpinti į mažesnį ir lengvesnį paketą.
Taip pat aprašomas būdas gerinti elektrocheminį stabilumą: siūloma azotu „legiruoti“ sulfidinius elektrolitus, kad būtų sumažintos pašalinės reakcijos ties ličio sąsaja. Būtent ši zona ilgą laiką buvo viena didžiausių kliūčių sulfidinių kietojo elektrolito baterijų komercializavimui. „Huawei“ sprendimo tikslas – mažinti degradaciją kritiniame kontakte, taip didinant saugumą ir ciklų skaičių.
Įkrovimas per kelias minutes: teorija ir realybė
Be didelės ridos, patente minima ir itin greito įkrovimo idėja: esant pakankamai galingai įkrovimo infrastruktūrai, tokio tipo baterija galėtų būti įkrauta maždaug per 5 minutes. Praktikoje tai reikštų labai didelę momentinę galią, todėl tokio įkrovimo pritaikymas priklausytų ne tik nuo baterijos, bet ir nuo elektros tinklų, aušinimo sprendimų, kabelių bei pačių įkroviklių kainos.
Greito įkrovimo kryptis jau vystoma ir kitų rinkos dalyvių: demonstruoti megavatinės klasės įkrovimo sprendimai, kurie per maždaug 5 minutes gali pridėti apie 400 km ridos. Tačiau tokia infrastruktūra ankstyvame etape greičiausiai būtų brangi, o jos praktiškumas mažiau apgyvendintose vietovėse, kur greito įkrovimo labiausiai prireikia, išlieka atviras klausimas.
Kodėl mažesnė baterija gali būti naudingesnė nei rekordai
Nors teoriškai 2 900 km ridos baterija skamba įspūdingai, labiau tikėtina, kad pirmieji realiai gaminami sprendimai bus kuklesni – mažesni ir lengvesni. Pavyzdžiui, baterija, turinti maždaug trečdalį tokios talpos, vis tiek suteiktų labai didelę ridą kelionėms, tačiau reikšmingai sumažintų bendrą automobilio masę.
Masė elektromobiliams yra kritiškai svarbi, nes dideli baterijų paketai smarkiai apsunkina automobilį. Yra žinoma, kad kai kurių elektrinių pikapų ar visureigių baterijos gali sverti apie 1 360 kg. Mažesnis svoris paprastai reiškia geresnį efektyvumą, stabdymo savybes, padangų ir važiuoklės komponentų ilgaamžiškumą, taip pat mažesnį energijos poreikį važiuojant greitkeliu.
Ką tai gali reikšti elektromobilių raidai
Šiuo metu aprašyta „Huawei“ kietojo elektrolito baterija išlieka teorinė – patento pateikimas dar nereiškia paruoštos masinei gamybai technologijos. Vis dėlto pats krypties progresas rodo, kad per artimiausius metus gali pasirodyti ilgesnės ridos elektromobiliai, kurių masė priartės prie automobilių su vidaus degimo varikliais.
- Patentas numato 400–500 Wh/kg energijos tankį, kuris teoriškai leistų mažinti baterijos dydį ir svorį.
- Siūlomas azotu legiruotas sulfidinis elektrolitas, skirtas sumažinti nepageidaujamas reakcijas ties ličio sąsaja.
- Minimas įkrovimas per ~5 minutes, tačiau realiam pritaikymui būtina itin galinga ir brangi infrastruktūra.
- Tikėtina komercinė kryptis – ne maksimalios ridos rekordai, o lengvesni paketai su praktiška, kelionėms pakankama rida.
