Твердые электролиты дают возможность значительно увеличить объем и массу запасаемой в аккумуляторах энергии. Но, чтобы во всем превзойти современные ЛИА, этого недостаточно.

Молодая американская компания QuantumScape создала совершенно новую разновидность твердотельных литий-металлических батарей. Разработчики утверждают, что оригинальные технологии позволяют новинке обойти всех предшественников, включая Li-ion, по всем основным параметрам.

Компания обнародовала результаты своей работы — сохранив в секрете основные процессы и материалы. Лабораторные испытания показали, что батареи QS набирают 80% заряда за четверть часа и удерживают не менее 80% энергоемкости в течение восьмисот циклов заряд/разряд (соответствует пробегу в 380 тыс. км или 15 годам нормальной эксплуатации а/м). Даже в неблагоприятных условиях аккумулятор сохраняет весьма низкий уровень деградации. И еще раз 80% — именно на столько новая батарея увеличит запас хода электромобиля, в сравнении с обычным ЛИА.

Главным секретным «оружием» производителя стал уникальный керамический электролит — он же является и сепаратором. Его слой в несколько десятков микрометров не дает расти дендритам, но при этом не препятствует направленному движению ионов. Состав этого электролита содержится в строгой тайне. Хотя есть предположение, что в керамику был добавлен графен, который придает ей дополнительную прочность.

Еще одно открытие американских исследователей — возможность создания аккумулятора без анода. Во время зарядки ионы катода проходят через сепаратор и образуют между ним и электрическим контактом тонкий ровный слой лития, а в процессе разрядки основная масса ионов возвращается в катод. Естественно, эта структура уменьшает вес и габариты батареи, а также ее цену.

Лабораторные эксперименты пока не подтверждены реальными тестами, но глава компании г-н Сингх уверен, что «разработка полностью подготовлена к массовому выпуску, дополнительных открытий не потребуется». Впрочем, опыты с материалами вообще и керамикой в частности продолжаются — с целью дальнейшего роста эффективности новых аккумуляторов.

К инновационной технологии уже проявляют интерес автопроизводители, например, компания Volkswagen, которая планирует использовать твердотельные аккумуляторы с 2025г. VW инвестировал в QuantumScape около 300 млн долларов.