BYD продължава разработването на твърдотелни батерии и си осигурява нов патент за сулфидна технология. Предмет на патента е композитна мембрана, която трябва едновременно да подобри потока на йоните и механичната стабилност.
BYD описва в патент CN121983643A композитна мембрана от твърд електролит за твърдотелни батерии. Тази мембрана трябва да позволява по-ефективно преминаване на литиевите йони и едновременно с това да увеличава механичната устойчивост. За целта BYD комбинира неорганични частици от твърд електролит с полимерен компонент, съдържащ литиева сол. Съобщението е на китайският финансов анализаторски портал Sina Finance.
Как BYD изгражда композитния слой
При неорганичния твърд електролит BYD използва два размера частици – малки и големи, подредени на няколко нива. Към това се добавя полимерен електролит, съставен от полимерна матрица и литиева сол. Този полимерен електролит BYD нанася като груба влакнеста мрежа върху части от повърхността на неорганичния електролит.
Според резюмето на патента именно тази комбинация от „наслагване“ на частиците и частично покритие подобрява йонната проводимост и здравината на мембраната.
Защо сулфиди – и какви са рисковете
Futurezone, позовавайки се на китайския портал Sina, посочва, че става дума за сулфиден принцип. Сулфидните твърди електролити често осигуряват висока йонна проводимост и добра съвместимост с електродите. В същото време сулфидите са химически по-чувствителни от оксидните твърди електролити.
Според описанието BYD се стреми да балансира предимствата и недостатъците чрез комбинацията от материали и строежа на междинния слой.
BYD посочва най-трудните проблеми: граничните зони и дендритите
Главният изследовател на BYD Лиан Юбо заяви през април, че компанията се намира в „решаваща фаза на пробив“. Той посочва два класически проблема, които съпътстват твърдотелните батерии от години:
- BYD трябва да овладее стабилността на граничните зони между твърдите материали.
- Компанията трябва да потисне образуването на литиеви дендрити.
Дендритите представляват игловидни литиеви структури, които се образуват по време на зареждане. В екстремни случаи те могат да предизвикат вътрешни къси съединения.
Сулфиден твърд електролит
Предимства:
- Много висока йонна проводимост (често по-близка до течните електролити, отколкото при оксидите) – потенциал за висока мощност и по-бързо зареждане.
- Добър контакт с електродите: по-„мек“ и адаптивен в сравнение с оксидите – възможно е по-ниско съпротивление на граничните повърхности.
- В някои случаи обработката е възможна при по-ниски температури, отколкото при много оксидни керамики.
Недостатъци:
- Химическа чувствителност: реагира лесно с влага и въздух, като може да образува H₂S. Производството изисква строги сухи условия.
- Граничните повърхности остават критични: възможни са странични реакции и нестабилност между анода и катода. Това води до стареене и повишено съпротивление.
- Рискът от дендрити не е автоматично решен: литият може все още да прониква и да създава опасност от късо съединение. Това налага специални материални и конструктивни решения.
Патентът не дава конкретни данни
Според Futurezone Лиан Юбо е посочил възможен старт на производството до 2027 г. Това обаче зависи от оптимизирането на производствената верига по отношение на разходи, качество и добив.
Самият патент обаче е значително по-предпазлив: не се споменават енергийна плътност, скорост на зареждане или експлоатационен живот.
Китай ускорява развитието на твърдотелните батерии
BYD не е единствената компания в тази област. Според Futurezone и CATL планира старт на производството на твърдотелни батерии до 2027 г., а други производители работят по твърдотелни и полутвърдотелни клетки.
Toyota обяви твърдотелна батерия до 2028 г., Hyundai съобщава за пробиви в изграждането на серийно производство, а Mercedes активно изследва технологията заедно с партньори.
Накратко: С патент CN121983643A компанията BYD си осигурява защита върху ключов компонент за сулфидни твърдотелни батерии: композитна мембрана. Технологията разчита на градуирани размери на частиците и влакнеста полимерна мрежа, която трябва да стабилизира мембраната и да подобри йонната проводимост.
Въпреки това добре познатите предизвикателства остават: стабилността на граничните повърхности и дендритите. Патентът все още не доказва готовност за серийно производство, тъй като липсват данни за мощност и дълготрайност.
На снимките: Актуалният BYD Sealion 7.
