MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Американская компания QuantumScape, с самого основания поддерживаемая одним из фондов Билла Гейтса и компанией Volkswagen, представила новую платформу Osprey для разработки полностью твердотельных аккумуляторов (ASSB). QuantumScape уже производит перспективные аккумуляторы с жидким электролитом и готова двигаться дальше к более совершенным батареям.
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews
Ключевая особенность батарей Osprey — сочетание сульфидного твёрдого катодного материала с запатентованным керамическим сепаратором QuantumScape и безанодной архитектурой с металлическим литием. Разработчики рассчитывают таким образом совместить высокую ионную проводимость сульфидных электролитов со стабильностью контакта с металлическим литием, которую обеспечивает керамический сепаратор. Новая конструкция батареи развивает предыдущую архитектуру QSE, но предполагает использование полностью твёрдого катода вместо катодной архитектуры с жидким электролитом.
Особенность аккумуляторов QuantumScape заключается в том, что анод не создаётся в процессе производства аккумулятора. Он формируется сам в ходе первого цикла зарядки аккумулятора. Технология уже дошла до стадии опытного производства на новой линии Cobra и батареи уже поставляются избранным заказчиками, в том числе компании Volkswagen.
Платформа Osprey воплотила в себе преимущества керамических сепараторов QuantumScape и перенесла их на полностью твердотельные аккумуляторы, включая новую химию на основе сульфидов. Поскольку многие производители автомобилей уже разрабатывают сульфидные аккумуляторы, QuantumScape может предложить им «таблетку от головной боли» — фактически готовое решение под ключ.
Главная техническая проблема, которую может решить Osprey, связана с особенностями сульфидных электролитов. Они обладают высокой ионной проводимостью, однако могут вступать в нежелательные реакции с металлическим литием, вызывая деградацию аккумулятора. Кроме того, такие системы обычно требуют значительного внешнего давления для поддержания стабильного контакта между слоями. Это усложняет конструкцию батарейных блоков и затрудняет применение технологии в электромобилях. В QuantumScape утверждают, что их архитектура позволяет обойти оба ограничения: согласно опубликованным данным об испытаниях, элементы Osprey работали при давлении всего в одну атмосферу.
Технические испытания показали возможность добиться 1000 полных циклов заряда и разряда с сохранением около 80 % первоначальной ёмкости. Испытания проводились при комнатной температуре, токах заряда и разряда 1C, глубине разряда 100 %, катодной нагрузке более 5 мА·ч/см2 и давлении в одну атмосферу. Отдельно продемонстрирована возможность быстрой зарядки с 10 до 80 % примерно за пять минут, а также сохранение работоспособности при температуре до −20 °C. При использовании катодов с высокой поверхностной нагрузкой компания рассчитывает получить объёмную плотность энергии до 1100 Вт·ч/л, что выглядит крайне оптимистично.
Источник изображения: QuantumScape
QuantumScape позиционирует Osprey как открытую платформу: партнёры смогут использовать собственные сульфидные катодные материалы, сочетая их с керамическим сепаратором и безанодной архитектурой компании. По заявлению разработчика, совместимость уже проверялась как с катодами собственной разработки, так и с материалами, предоставленными автомобильными партнёрами. Предусматриваются лицензирование технологии и совместная разработка аккумуляторов.
Источник:
