BYD патентует твердотельные батареи: революция 2027 года?
BYD инвестирует в твердотельные батареи
Китайский автогигант BYD усиливает свои исследования в сфере твердотельных батарей (SSB), фокусируясь на использовании двойного электролита для катода. Цель - заменить традиционные жидкие электролиты, сочетая компоненты галогенидов и сульфидов.
После получения патента на композитные структуры катода от Национальной интеллектуальной собственности Китая (CNIPA) в конце июля, BYD опубликовал еще 6 патентов, связанных с технологией SSB. Новые разработки направлены на решение проблемы плохого интерфейса между твердыми электролитами и электродами, а также на обеспечение надежного контакта между твердыми материалами во время работы батареи. Патенты охватывают химический состав материалов, производство и контроль качества.
Инновационный подход к двойному электролиту
Один из патентов (CN122494747A) продолжает концепцию галогенид-сульфидного подхода, предлагая добавить промежуточный слой, проводящий ионы и являющийся электрохимически стабильным. Это предотвращает прямой контакт между двумя типами электролитов, избегая нежелательных химических реакций и увеличивая срок службы батареи.
Другой патент (CN122494554A) предусматривает использование первого твердого электролита в качестве буферного слоя между активным материалом катода и вторым сульфидным электролитом. Это также направлено на избежание термического разгона, с ограничительной температурой тепловыделения не более 117 Дж/г.
Патент CN122494567A описывает двухслойную композитную структуру катода. Внутренний слой сочетает монокристаллический катодный материал с твердым электролитом, тогда как внешний слой - поликристаллический катодный материал с электролитом другого состава. Монокристаллические материалы более устойчивы к разрушению во время циклов заряд-разряд, а поликристаллические обеспечивают лучшую производительность при высоких нагрузках, хоть и более склонны к фрактурированию. Эта комбинация позволяет использовать преимущества обоих типов материалов.
Наконец, патент CN122494558A предлагает трехкомпонентный подход для активного катода, где оксиды и сульфиды металлов предварительно обрабатываются литием, а затем смешиваются с твердым электролитом. Это снижает электрическое сопротивление на интерфейсе, повышает производительность и емкость, а также увеличивает срок службы.
Первые шаги к коммерциализации
Помимо химических разработок, два патента (CN122494552A и CN122494553A) раскрывают детали работы BYD над готовностью к производству. Первый касается применения ионных жидкостей в качестве смачивающих агентов в активном слое электрода с градиентным распределением. Это улучшает интерфейс твердо-твердого контакта и предотвращает проблемы с ионным транспортом.
Второй патент (CN122494553A) устанавливает метрику контроля качества Re, которая определяет коэффициент контакта между частицами катода и электролита. Минимально 60% периметра частицы катода должно контактировать с частицами электролита. Эта метрика, как и предыдущие разработки, направлена на повышение производительности и срока службы батареи.
BYD планирует начать мелкомасштабное производство своих твердотельных батарей с двойным электролитом в 2027 году. Эти тестовые образцы будут проходить оценку в замаскированных прототипах. Однако, даже конкуренты, такие как CATL, отмечают, что массовое внедрение SSB в потребительские электромобили остается делом нескольких лет из-за инженерных и производственных ограничений.
Твердотельные батареи обещают более высокую плотность энергии, безопасность и потенциал для увеличения запаса хода электромобилей до 1500-2000 км. Тем не менее, путь к их широкому применению все еще требует преодоления значительных технологических и практических препятствий.
