BYD патентує твердотільні батареї: революція 2027 року?
BYD інвестує у твердотільні батареї
Китайський автогігант BYD посилює свої дослідження у сфері твердотільних батарей (SSB), зосередившись на використанні подвійного електроліту для катода. Мета - замінити традиційні рідкі електроліти, поєднуючи компоненти галогенідів та сульфідів.
Після отримання патенту на композитні структури катода від Національної інтелектуальної власності Китаю (CNIPA) наприкінці липня, BYD опублікував ще 6 патентів, пов’язаних з технологією SSB. Нові розробки спрямовані на вирішення проблеми поганого інтерфейсу між твердими електролітами та електродами, а також на забезпечення надійного контакту між твердими матеріалами під час роботи батареї. Патенти охоплюють хімічний склад матеріалів, виробництво та контроль якості.
Інноваційний підхід до подвійного електроліту
Один із патентів (CN122494747A) продовжує концепцію галогенід-сульфідного підходу, пропонуючи додати проміжний шар, що проводить іони та є електрохімічно стабільним. Це запобігає прямому контакту між двома типами електролітів, уникаючи небажаних хімічних реакцій та збільшуючи термін служби батареї.
Інший патент (CN122494554A) передбачає використання першого твердого електроліту як буферного шару між активним матеріалом катода та другим сульфідним електролітом. Це також спрямоване на уникнення термічного розгону, з обмежувальною температурою тепловиділення не більше 117 Дж/г.
Патент CN122494567A описує двошарову композитну структуру катода. Внутрішній шар поєднує монокристалічний катодний матеріал із твердим електролітом, тоді як зовнішній шар - полікристалічний катодний матеріал з електролітом іншого складу. Монокристалічні матеріали стійкіші до руйнування під час циклів заряд-розряд, а полікристалічні забезпечують кращу продуктивність при високих навантаженнях, хоч і більш схильні до фрактурування. Ця комбінація дозволяє використати переваги обох типів матеріалів.
Нарешті, патент CN122494558A пропонує трикомпонентний підхід для активного катода, де оксиди та сульфіди металів попередньо обробляються літієм, а потім змішуються з твердим електролітом. Це знижує електричний опір на інтерфейсі, підвищує продуктивність та ємність, а також збільшує термін служби.
Перші кроки до комерціалізації
Окрім хімічних розробок, два патенти (CN122494552A та CN122494553A) розкривають деталі роботи BYD над готовністю до виробництва. Перший стосується застосування іонних рідин як змочувальних агентів в активному шарі електрода з градієнтним розподілом. Це покращує інтерфейс твердо-твердого контакту та запобігає проблемам з іонним транспортом.
Другий патент (CN122494553A) встановлює метрику контролю якості Re, яка визначає коефіцієнт контакту між частинками катода та електроліту. Мінімально 60% периметра частинки катода має контактувати з частинками електроліту. Ця метрика, як і попередні розробки, спрямована на підвищення продуктивності та терміну служби батареї.
BYD планує розпочати дрібномасштабне виробництво своїх твердотільних батарей із подвійним електролітом у 2027 році. Ці тестові зразки будуть проходити оцінку в замаскованих прототипах. Однак, навіть конкуренти, такі як CATL, зазначають, що масове впровадження SSB у споживчі електромобілі залишається справою кількох років через інженерні та виробничі обмеження.
Твердотільні батареї обіцяють вищу щільність енергії, безпеку та потенціал для збільшення запасу ходу електромобілів до 1500-2000 км. Проте, шлях до їх широкого застосування все ще вимагає подолання значних технологічних та практичних перешкод.
