Cietvielu baterijas tehnoloģiju pasaulē ir kā Atlantīda – vairāk mīts kā patiesība. Vai beidzot kādam ir izdevies pierādīt pretējo?
CES kā ierasts ir vieta skaļiem paziņojumiem par pārsteidzošām, it kā revolucionārām tehnoloģijām, kurām lemts mainīt pasauli, parasti ar solījumu tās ieviest “aptuveni pēc diviem gadiem”. Šis 24 mēnešu periods izrādījies ideāls ažiotāžas logs, proti, pietiekami tuvs, lai radītu interesi un piesaistītu investīcijas, bet vienlaikus pietiekami tāls, lai sabiedrība līdz tam laikam jau būtu aizmirsusi konkrētos solījumus.
Tieši šāds stāsts aizsākās CES 2018, kad Henriks Fiskers paziņoja, ka viņa komanda esot atrisinājusi cietvielu bateriju problēmu un līdz 2020. gadam tās nonākšot masveida ražošanā.
Runa bija par elektromobili EMotion, kas tirgū tā arī neparādījās. Līdz 2021. gadam uzņēmums bija atteicies no cietvielu bateriju idejas, bet 2024. gadā Fiskera biznesa projekts pilnībā sabruka.
CES 2026 Lasvegasā kalpoja par kārtējo skatubi drosmīgajam paziņojumam par nelielu inženieru komandu, kas it kā beidzot ir atradusi atslēgu uz cietvielu baterijām. Šoreiz to izsaka Marko Lehtimaki, Donut Lab līdzdibinātājs un izpilddirektors.
Skepticisms šādā situācijā ir teju automātiska pretrakcija, tomēr pastāv viena būtiska atšķirība – Lehtimaki apgalvo, ka Donut Battery jau patlaban tiek ražota un vairs nav aiz kalniem.
Solījumi un skaļi saukļi
Ideja ar cietvielu baterijām ir kļuvusi par vienu no karstākajiem jautājumiem elektroauto industrijā. Donut Lab sola bateriju, kas vienlaikus ir viegla, lēta, ar augstu enerģijas blīvumu, ļoti izturīga, ātri uzlādējama, termiski stabila un bez jebkāda degšanas riska.
Strukturāli tās joprojām balstās klasiskajā baterijas uzbūvē, proti, anods vienā pusē, katods otrā, bet starp tiem elektrolīts, pa kuru joni pārvietojas uzlādes un izlādes laikā.
Atšķirība ir elektrolīta veids. Tradicionālajās litija jonu baterijās tas ir šķidrs, savukārt cietvielu baterijās tas ir ciets. Šī šķietami nelielā izmaiņa rada būtiskas sekas, sākot ar ievērojami augstāku ilgmūžību, lielāku enerģijas blīvumu, ātrāku uzlādi un beidzot ar labāku drošību, jo nav šķidruma, kas varētu degradēties vai aizdegties.
Donut Lab publiskotie skaitļi šķiet patiesi iespaidīgi. Uzņēmums norāda uz enerģijas blīvumu 400 Wh/kg, kas ir aptuveni par trešdaļu vairāk nekā mūsdienu litija jonu baterijām. Praktiski tas nozīmē apmēram 30% lielāku nobraukumu elektromobilim ar tāda paša svara bateriju.
Vēl pārsteidzošāk ir tas, ka Lehtimaki apgalvo, ka šīs baterijas esot ar zemākām ražošanas izmaksām.
Uzlādes ātrums ir vēl viens ambiciozs aspekts. Teorētiski Donut Battery spēj pilnībā uzlādēties piecu minūšu laikā. Faktiski tas nozīmētu uzlādes laiku, kas pielīdzināms degvielas uzpildei. Pirmajā praktiskajā pielietojumā uzlāde gan aizņem aptuveni desmit minūtes.
Attiecībā uz kalpošanas ilgumu Donut Lab runā par līdz pat 100 000 uzlādes ciklu, kamēr Verge oficiālākā komunikācijā min konservatīvāku skaitli, proti, 10 000 ciklu. Arī tas ir radikāls lēciens salīdzinājumā ar aptuveni 1 500 cikliem, kas raksturīgi tipiskām litija jonu baterijām elektroautomobiļos.
100 000 ciklu gadījumā baterija faktiski pārdzīvotu pašu transportlīdzekli un saglabātu pilnvērtīgu atlikuma vērtību, piemēram, izmantošanai stacionārās enerģijas uzkrāšanas sistēmās.
Ar spožu skatu nākotnē
Papildu ieguvums ir termiskā stabilitāte. Donut Lab norāda, ka baterijas saglabā gandrīz pilnu jaudu pat pie aptuveni –30 °C. Tas nozīmē ievērojami samazina aktīvās dzesēšanas nepieciešamību, kas savukārt noved pie vienkāršāas konstrukcijas un zemāka svara.
Šo aspektu apstiprina arī Watt Electric Vehicle Company vadītājs Nīls Jeitss. Viņa uzņēmums patlaban izmanto Donut Lab riteņu elektromotorus un plāno integrēt arī jaunās baterijas. Pēc viņa teiktā, nepieciešama vien minimāla korpusa temperatūras kontrole, nevis sarežģītas aktīvās dzesēšanas sistēmas.
Lehtimaki apgalvo, ka bateriju šūnas jau šobrīd tiek ražotas Somijā ar sākotnējo jaudu aptuveni 1 GWh gadā, un nepieciešamības gadījumā ražošanu iespējams ātri izvērst arī ASV.
Detalizēta ķīmiskā sastāva atklāšana gan pagaidām netiek solīta. Tāpat nav skaidri izklāstīts, kā uzņēmums atrisinājis tā saukto dendrītu problēmu, proti, mikroskopisku struktūru veidošanos, kas var izraisīt īssavienojumu cietvielu baterijās.
Tieši šis izaicinājums ir kalpojis par klupšanas akmeni daudziem lieliem nozares spēlētājiem. Donut Lab šo sasniegumu skaidro ar nelielas, elastīgas inženieru komandas spēju pielāgoties un eksperimentēt.
Izcelsme, patenti un piesardzīgs optimisms
Publiskajā telpā izskanējušas spekulācijas par iespējamu tehnoloģijas saistību ar citu Somijas jaunuzņēmumu Nordic Nano, kurā Donut Lab ir investējis. Lehtimaki to, protams, noliedz. Viņš uzsver, ka darbs pie bateriju aizsācies jau 2018. gadā.
Arī patents vēl nav iegūts. Tas patlaban ir izstrādes procesā un plašāka tehniskā informācija solīta tuvāko mēnešu laikā. Skepses iemeslu joprojām netrūkst, jo paralēles ar iepriekšējiem tukšajiem solījumiem ir vairāk kā manāmas.
Tomēr šoreiz atšķirība ir laika sprīdī, proti, uzņēmums netīksminās par divu gadu termiņu, pat pretēji – pierādījumi par šo cietvielu bateriju esot gaidāmi jau tuvāko nedēļu laikā. Tas pats par sevi, protams, paziņojumu nepadara patiesu, taču tas vismaz pārvērš cietvielu bateriju solījumu no abstrakta nākotnes sapņa par pārbaudāmu realitāti.
Avots: The Verge
