SES планирует создать совместные предприятия с LG Energy Solution, SK Innovation и CATL
Сон Ён Кю, технический директор SolidEnergy Systems, в среду дал интервью The Korea Herald в Fairmont Ambassador Seoul в Ёыидо, западный Сеул. Он работает уже 17 лет в аккумуляторной индустрии и участвовал в разработке первого аккумуляторного элемента Samsung SDI «1865», аккумуляторного элемента SK Innovation для электромобилей и низковольтной аккумуляторной батареи Apple в рамках Project Titan. (Ким Бён Ук / The Korea Herald)
По мере того как литий-ионные аккумуляторы приближаются к пику свеого потенциала, новые претенденты готовят переворот со своими технологиями следующего поколения.
В случае успеха обычные литий-ионные батареи в одночасье станут «пережитками прошлого», а многолетний промышленный порядок, возглавляемый азиатскими производителями аккумуляторов, будет подорван.
Время производителей литий-ионных аккумуляторов подходит к концу?
SolidEnergy Systems, сингапурский разработчик аккумуляторов, является одним из самых опасных претендентов, поскольку его литий-металлические аккумуляторы более чем на 30 процентов мощнее, чем самые мощные литий-ионные аккумуляторы на рынке.
Во время интервью корреспонденту The Korea Herald в среду главный технический директор SES Сон Ён Кю сказал, что такой переход необязательно должен быть «пистолетной дуэлью», когда одна из сторон должна упасть на землю.
Скорее, опытные игроки и новые участники могут искать взаимовыгодные партнерские отношения и вступать в эру батарей будущего, компенсируя слабости друг друга.
«В бизнесе аккумуляторных батарей для электромобилей производственная мощность имеет важное значение. Однако стартапы имеют ограниченную возможность в наращивании производственных мощностей и им нужны партнеры, поэтому SES рассматривает возможность создания совместных предприятий с крупными производителями литий-ионных аккумуляторов, включая LG Energy Solution, SK Innovation и CATL», - сказал Сон.
Гиганты литий-ионных аккумуляторов, которые в последние годы потратили десятки миллиардов долларов на расширение бизнеса, больше всего опасаются того, что им, возможно, придется бросить свои заводы и построить новые, если парадигма изменится. По словам Сона, создание совместного предприятия с SES и использование его литий-металлических аккумуляторов является надежной стратегией страхования рисков, учитывая, что процесс производства литий-металлических аккумуляторов совместим с производственным процессом литий-ионных аккумуляторов.
«Линии по производству литий-ионных аккумуляторов обычно состоят из 12 производственных процессов. Внесение изменений только в два из них может трансформировать производственные линии для литий-металлических батарей», - сказал технический директор.
SES стремится обеспечить годовую производственную мощность литий-металлических батарей на 30 гигаватт-часов за счет совместных предприятий с производителями литий-ионных аккумуляторов к 2025 году, а после этого - дополнительных 70 гигаватт-часов в сотрудничестве с автопроизводителями.
Помимо технологической совместимости, стратегия совместного предприятия позволяет производителям традиционных литий-ионных аккумуляторов использовать знания, накопленные SES в процессе производства около 1000 литий-металлических аккумуляторов ежемесячно с 2017 года.
«Начиная с сентября этого года SES запустит пилотную производственную линию и сделает нескольких сотен литий-металлических аккумуляторов – причем реальных прототипов, которые будут использоваться в настоящих электромобилях, а не тех, которые изготавливаются в лаборатории в малых количествах», - сказал технический директор. Прототипы будут иметь длину в 60 сантиметров и силу тока на уровне 50 и 100 ампер.
Если пилотная производственная линия окажется успешной, SES, которая планирует создать совместное предприятие с Hyundai Motor, к 2023 году создаст полностью автоматизированный завод по производству аккумуляторных батарей с производственной мощностью 1 ГВтч в Южной Корее и будет поставлять литий-металлические батареи автопроизводителю.
Хотя SES находится на пороге коммерциализации своих литий-металлических батарей, путь оказался нелегким.
«Изготовление образцов - это проще простого, но массовое производство - это совсем другая история, потому что металлический литий - очень чувствительный материал, который чрезвычайно трудно контролировать», - сказал технический директор.
Литий-металлические и литий-ионные батареи состоят из четырех основных компонентов - катодов, анодов, электролитов и сепараторов.
Основное различие между ними заключается в том, что в литий-металлических батареях, как следует из названия, используется металлический литий для анодов или «отрицательной стороны», тогда как в литий-ионных батареях используется графит.
«Когда я пришел в SES в 2016 году, его литий-металлические батареи могли выдерживать не более 100 циклов. Теперь они выдерживают 770 циклов. Это примерно 700-процентное улучшение всего за пять лет», - сказал технический директор.
«Когда наши литий-металлические батареи достигнут 800–1000 циклов, их срок службы составит 10 лет, что достаточно для использования в электромобилях».
Кроме того, на основе многолетних данных и опыта, накопленного при производстве десятков тысяч литий-металлических батарей, SES создала уникальный алгоритм для обнаружения дендритов. Игольчатые структуры, образующиеся внутри батарей в процессе заряда-разряда, являются основной причиной короткого замыкания или даже возгорания литий-ионных батарей.
Литий-металлические батареи тоже не полностью избавлены от проблемы дендритов.
«Компания SES изобрела протокол «электрохимического заживления», который излечивает дендриты на фундаментальном уровне. В данном процессе заряд и разряд повторяется до тех пор, пока дендриты не будут удалены. SES уже подала заявку на патентование этого решения», - сказал технический директор.
«Кроме того, SES заполняет литий-металлические батареи сверхконцентрированными электролитами. Когда ионы лития проходят через эти электролиты, они направляются так, что формируют слои литий-металлических анодов более равномерно».
Несмотря на многочисленные нововведения, цена по-прежнему остается камнем преткновения. По мнению экспертов, литий-металлические аноды примерно в 10 раз дороже графитовых анодов.
«Хотя литий-металлические аноды в 10 раз дороже, они в 12 раз мощнее графитовых анодов, что перевешивает недостаток. Кроме того, когда литий-металлические батареи станут более эффективными, мы сможем сократить толщину литий-металлических анодов с нынешних 20 микрон, например, до 10 микрон, тем самым сокращая расходы», - сказал технический директор.
Ким Бён Ук (kbw@heraldcorp.com)
Commentaires