BYD разработва катод с два електролита, предназначен да ограничи вътрешното износване и загубата на контакт в твърдотелните батерии при многократно зареждане.
Търсенето на следващо поколение системи за съхранение на енергия продължава да привлича значителни инвестиции в автомобилната индустрия. Лабораторните разработки обещават по-кратко зареждане, по-висока енергийна плътност и по-дълъг експлоатационен живот, но серийното производство на твърдотелни батерии все още е сериозно техническо предизвикателство.
BYD е подала патент за нова катодна структура, която комбинира два различни вида неорганичен твърд електролит. Целта е да се ограничи физическото разрушаване на контактните повърхности вътре в клетката. Патентът обаче не означава, че технологията е готова за серийно производство или че непременно ще бъде използвана в бъдещ автомобил.
Как работи катодът с два електролита
Според китайската информационна агенция Sina в основата на разработката е композитен електрод, съчетаващ халогениден електролит с по-малки частици и сулфиден електролит с по-големи частици. Двата материала се смесват директно с активния материал на катода.
Чрез подбора на различни размери и химичен състав на частиците BYD се опитва да запълни микроскопичните празнини, които могат да се появят при разширяването и свиването на активните материали по време на циклите на зареждане и разреждане.
Този подход е насочен към един от основните проблеми при твърдотелните батерии: влошаването на контактната зона между два твърди материала. Главният учен на BYD Group Лиан Юбо по-рано посочи, че решаването на този проблем е във фаза на интензивна разработка.
При традиционните литиево-йонни клетки течният електролит обгръща активните частици и по-лесно запазва контакта с тях. При твърдотелните конструкции материалите могат постепенно да загубят физически контакт вследствие на многократното разширяване и свиване. Това увеличава вътрешното съпротивление и може да намали капацитета и живота на клетката.
Комбинацията от по-твърди халогенидни частици и по-гъвкава сулфидна структура трябва да помогне за запазването на контактните точки при продължително електрохимично натоварване.
Част от по-широка изследователска програма
Новата патентна заявка надгражда други разработки на BYD, сред които двуслойни покрития за катода и подсилени с влакна неорганични мембрани.
Техническият директор на BYD Lithium Battery Сун Хуаджун по-рано заяви, че делът на активния катоден материал в разработваната структура е надхвърлил 85%. В публикувания патент обаче не са представени резултати от изпитания в автомобил, данни за запазения капацитет след определен брой цикли или доказателства за производство в промишлен мащаб.
Поради това разработката засега трябва да се разглежда като технология в изследователска фаза, а не като потвърден компонент за бъдещ сериен модел на BYD.
Предимствата на двата вида електролит
На теория двата материала могат да допълнят своите свойства. Халогенидните електролити обикновено предлагат добра стабилност при високо напрежение, докато сулфидните се отличават с висока йонна проводимост и по-добра механична податливост.
Комбинирането им в сложна многокомпонентна структура обаче създава нови производствени трудности. Сред тях са равномерното разпределение на частиците, контролът върху интерфейсите между материалите, чувствителността на някои сулфиди към влага и запазването на еднакви характеристики при серийно производство.
Серийното приложение остава неясно
Патентите могат да защитават реални инженерни решения, но често служат и за запазване на права върху технологии, които никога не достигат до пазара. BYD не е обявила производствен график, конкретен автомобил или технически параметри за батерия с този катод.
Затова технологията не бива да се приема като доказателство, че скоро ще се появи електромобил с пробег около 965 км и зареждане за няколко минути. Подаденият патент показва по-скоро посоката, в която BYD работи за подобряване на издръжливостта и производствената приложимост на твърдотелните клетки.
Ако компанията успее да произвежда подобна архитектура в големи обеми, при приемлива цена и стабилно качество, разработката би могла да ускори навлизането на твърдотелните батерии. На този етап обаче липсват данни, които да потвърдят подобен резултат.
