CATL исследует литиево-воздушные батареи: возможен ли запас хода в 2000 км?

Китайская компания CATL изучает возможность применения литиево-воздушных батарей в электромобилях. По некоторым оценкам, такие батареи могут обеспечить запас хода до 2000 км и иметь в пять раз большую плотность энергии по сравнению с твердотельными батареями. Однако на пути коммерциализации этой технологии стоит ряд серьёзных препятствий.

Литиево-воздушные батареи используют металлический литий в качестве отрицательного электрода и кислород из окружающей среды в качестве положительного реагента. В теории это позволяет достичь высокой плотности энергии — около 3505 Вт·ч/кг. Однако на практике реализовать такой показатель в автомобильных батареях крайне сложно.

Среди основных проблем — управление потоком воздуха, химическая стабильность, возможность перезарядки и разработка необходимого оборудования. Литиево-воздушным батареям требуется контролируемый приток кислорода при одновременном ограничении воздействия влаги и углекислого газа, которые могут вызвать нежелательные реакции и ухудшить характеристики батареи.

Кроме того, при разрядке в пористом катоде накапливаются продукты реакции, что со временем снижает ёмкость батареи. Исследователи уже несколько лет работают над решением этой проблемы, но пока не добились результатов, пригодных для коммерческого применения в автомобилях.

Несмотря на некоторые успехи в лабораторных условиях, литиево-воздушные батареи пока далеки от массового использования в электромобилях. Например, в 2024 году исследователи из Цзилиньского университета и Китайской академии наук сообщили об оптимизации конфигурации литиево-воздушной батареи с плотностью энергии 757,5 Вт·ч/кг, но это всё ещё лабораторный результат, а не сертифицированная автомобильная технология.

В CATL литиево-воздушные батареи рассматривают как долгосрочное направление исследований, а приоритетными считают разработку натрий-ионных и твердотельных батарей. Прежде чем литиево-воздушные батареи станут пригодными для использования в пассажирских автомобилях, необходимо решить проблемы с долговечностью, выходной мощностью, управлением воздухом, эффективностью и упаковкой всей системы.