A Kínai Tudományos Akadémia kutatói bejelentették, hogy kifejlesztettek egy nagy energiájú, szilárdtest lítium-fém akkumulátort , amely 451,5 Wh/kg energiasűrűséget ért el, miközben stabil ciklust tartott fenn ultragyors töltési körülmények között (20 °C-os sebesség), ami nagyjából 3 perces töltési és kisütési ciklusoknak felel meg, írja az IT-home.
A Kínai Tudományos Akadémia Fémkutató Intézete szerint a kutatás az Amerikai Kémiai Társaság folyóiratában jelent meg „Polimer-modulált szolvatációs kémia kompatibilizáló oldószeres lágyításon keresztül stabil, nagy energiájú lítium- fém akkumulátorokhoz” címmel.
A polimer elektrolit korlátainak kezelése
A kutatás a polivinilidén-fluoridon (PVDF) alapuló polimer elektrolitokra összpontosított, amely anyag oxidációs stabilitása és ionvezető képessége miatt széles körben tanulmányozott szilárdtest akkumulátorokban.
A kutatók szerint a PVDF elektrolitokban használt hagyományos lágyítók gyakran gyenge elektrokémiai stabilitással rendelkeznek, ami folyamatos bomláshoz vezet az elektróda határfelületén, és korlátozza a kompatibilitást a lítium-fém anódokkal és a nagyfeszültségű katódokkal.
A probléma megoldására a csapat kidolgozott egy „kompatibilizáló oldószeres lágyítás” stratégiát. Az eljárás egy illékony kompatibilizáló oldószert vezet be, amely átmenetileg javítja a polimer és a stabil lágyítók közötti kompatibilitást az elektrolit előkészítése során. Ahogy az oldószer elpárolog a filmképződés során, a lágyító a polimer hálózatban marad.
A kutatók szerint ez a megközelítés lehetővé tette egy stabil lítium-fluoridban gazdag határfelületi réteg kialakulását, miközben mindkét elektródánál csökkentette a mellékreakciókat.
700 ciklus 20°C töltési sebességgel
A tanulmány szerint az akkumulátor 700 cikluson keresztül stabilan működött, 81,9%-os kapacitásmegtartással, amikor egy 4,7 V-os, magas nikkeltartalmú katóddal párosították 20°C-os hőmérsékleten, ami nagyjából háromperces töltési és kisütési ciklusnak felel meg.
A csapat egy amperórás szintű tasakcellát is bemutatott, amely egy vékony lítium-fém anódot használ, 1,1-es N/P aránnyal. A tasakcella 451,5 Wh/kg energiasűrűséget ért el, ami jelentősen meghaladja a jelenlegi kereskedelmi forgalomban kapható lítium-vas-foszfát (LFP) elektromos járművek akkumulátorcelláinak 200 Wh/kg-os értékét.
A tasakcella egy szegbehatolási teszten is átment, amelyet a kutatók magas szintű belső biztonságként írtak le.
Az iparág versenyben van az 500 Wh/kg felé
A legújabb eredmény a kínai akkumulátorgyártók és kutatóintézetek egyre növekvő számú, szilárdtest akkumulátorokkal kapcsolatos bejelentéséhez csatlakozik.
A Ganfeng Lithium közölte, hogy 400 Wh/kg-os szilárdtest akkumulátora meghaladta az 1100 ciklust és befejezte a műszaki validációt, miközben egy 500 Wh/kg-os, 10 Ah-s termék kisüzemi gyártásba került.
Május elején a kínai startup, a Pure Lithium bejelentette, hogy szilárdtest akkumulátora egy vágásteszt után is működött, miközben termelési kapacitása elérte az évi 500 MWh-t.
Számos kínai akkumulátorbeszállító is célul tűzte ki a 2026 és 2027 közötti kereskedelmi forgalomba hozatali mérföldkövek elérését. A CATL korábban bejelentette az 500 Wh/kg-os szilárdtest cellák próbagyártását, míg olyan vállalatok, mint a Sunwoda és a Farasis Energy, 400–500 Wh/kg-os fejlesztési célokat jelentettek be.
Az LFP piac továbbra is domináns
A China EV DataTracker szerint a kínai elektromosjármű-akkumulátorok piacát továbbra is erősen az alacsony fázisú kémiai összetételű (LFP) anyagok uralják, annak ellenére, hogy a szilárdtest akkumulátorokkal kapcsolatos kutatások felgyorsultak .
A CATL továbbra is a legnagyobb beszállító volt Kína LFP akkumulátorpiacán, a legutóbbi jelentési időszakban telepített 19,53 GWh-val, ami 38,9%-os piaci részesedést jelent. A BYD a második helyen állt 10,49 GWh-val és 20,9%-os részesedéssel.
A Gotion High-tech 4,03 GWh telepítést regisztrált, ami 8,0%-os részesedést jelent, ezt követi a CALB 3,32 GWh-val és az Eve Energy 3,02 GWh-val. A Rept Battero Energy 2,14 GWh-t, míg a Zenergy 1,91 GWh-t és az Energee 1,83 GWh-t regisztrált.
A Sunwoda 1,47 GWh LFP telepítésről számolt be, ami 2,9%-os piaci részesedést jelent, miközben folytatja a szilárdtest akkumulátorok fejlesztését. A Yinpai Battery 0,9 GWh-val zárta a top 10 beszállítót.
Számos közepes méretű beszállító erős éves növekedést mutatott. A Rept Battero Energy 45,6%-kal növelte a telepítések számát éves szinten, a Zenergy 57,9%-kal emelkedett, a Yinpai Battery pedig több mint kétszeresére növelte a telepítések számát, 109,3%-os éves növekedéssel.
Tovább a cikkre: carnewschina.com (Adrian Leung)
Szilárdtest akkumulátorok versenye: Kína vezeti a szabadalmakat, de figyelmeztet, hogy elveszítheti globális előnyét
Az XHN szerint Kína azt állítja, hogy fennáll a veszélye annak, hogy megelőzik a globális szilárdtest akkumulátorok versenyében, annak ellenére, hogy a világ egyik legnagyobb kutatási folyamatával és szabadalmi portfóliójával rendelkezik az ágazatban.
Egy új kínai ipari és politikai elemzés a teljes egészében szilárdtest akkumulátorokat stratégiai technológiaként írja le, amely az iparosodás kritikus szakaszába lép, miközben figyelmeztet, hogy az Egyesült Államok, Európa, Japán és Dél-Korea felgyorsítja a politikai támogatást, az ipari koordinációt és a szabadalmak alkalmazását.
Kína a globális szilárdtest akkumulátorok szabadalmi piacának körülbelül 35%-át teszi ki, ezzel a legnagyobb ebben a szegmensben. A kínai elektrolitokkal kapcsolatos szabadalmak a világszerte benyújtott bejelentések mintegy 39%-át teszik ki, ami az összes ország közül a legmagasabb arány.
Japán azonban továbbra is a technológia legnagyobb forrása, a globális szabadalmi bejelentések mintegy 37%-át teszi ki, szemben a kínai nagyjából 30%-kal.
A kutatási eredmények elérik a globális csúcsot
Kína szilárdtest akkumulátorokkal kapcsolatos kutatási cikkei éves publikációinak száma 2015-ben 21-ről 2023-ra 562-re nőtt, amivel világelső helyen áll.
A kulcsfontosságú intézményeket, köztük a Kínai Tudományos Akadémiát, a Kínai Tudományos Akadémia Fémkutató Intézetét és a Csinghua Egyetemet is dicsérték a szilárdtest-szilárd határfelület-tervezés terén elért eredményekért, ami a kereskedelmi forgalomba hozatal egyik fő technikai szűk keresztmetszete.
A szilárdtest akkumulátorokkal kapcsolatos globális szabadalmak száma 2025 novemberére elérte a 16 429-et, ami 6321 egyedi szabadalmi családot fed le.
Kína és Japán vezeti a szabadalmi bejelentések számát 3341, illetve 3225 bejelentéssel, őket követi az Egyesült Államok 2355, Dél-Korea pedig 1544 bejelentéssel.
A vállalati szabadalmak koncentrációja továbbra is egyenetlen
Kína nagymértékű aktivitása ellenére a jelentés hiányt állapít meg a felső szintű szabadalmak koncentrációjában.
A világ 30 vezető intézménye közül a szilárdtest akkumulátorokkal és elektrolitokkal kapcsolatos szabadalmak terén japán vállalatok 17, kínai cégek 7, dél-koreai cégek 5, európai vállalatok pedig 1 pozíciót foglalnak el. A top 10 intézmény teljes egészében japán vagy dél-koreai.
A Toyota a szektor legnagyobb vállalati szabadalomtulajdonosa, a globális szilárdtest akkumulátor-szabadalmak körülbelül 40%-át birtokolja.
A kínai vállalatok, köztük a CATL, a BYD és az SVOLT, a legújabb szabadalmi kérelmek vezető szereplői közé tartoznak, a kínai szervezetek csak 2023-ban több mint 500 bejelentést nyújtottak be.
A CATL, a Ganfeng és a Gotion elindítja a kísérleti gyártást
A jelentés szerint az iparág a kísérleti méretű fejlesztésről a korlátozott, kis tételű gyártás felé halad, a korai gyártás várhatóan 2027 körül, a szélesebb körű kereskedelmi forgalomba hozatal pedig 2030-ra van kitűzve.
A közelmúltbeli vállalati közzétételek és kutatási áttörések rávilágítanak a fejlesztési tevékenység gyorsuló ütemére.
Kínai kutatók nemrégiben bemutattak egy 451,5 Wh/kg kapacitású szilárdtest akkumulátor prototípust, amely állítólag három perces töltési képességgel rendelkezik.
A Changan által támogatott Ganfeng Lithium különállóan beszámolt egy olyan szilárdtest akkumulátorról, amely 1100 ciklust ért el 400 Wh/kg energiasűrűséggel, miközben a jövőbeli gyártási alkalmazásokhoz 500 Wh/kg-ot céloznak meg.
A CATL szabadalmi tevékenységet is közzétett a fluortartalmú lítiumvegyületekre és szulfidos elektrolitrendszerekre vonatkozóan, amelyek célja a gyorstöltési teljesítmény és a hőstabilitás javítása.
A Gotion High-tech befejezte egy 2 GWh-s, teljesen szilárdtest akkumulátorokat gyártó sor tervezési munkálatait, míg egy 0,2 GWh-s kísérleti gyártósor már üzemel, a járművek tesztelése pedig folyamatban van.
Az alkalmazások kiterjesztése az elektromos járműveken túlra
Míg az elektromos járművek továbbra is a legnagyobb alkalmazási területet jelentik, a jelentés szerint a szilárdtest akkumulátorok fejlesztése egyre inkább kiterjed a humanoid robotokra, az elektromos függőleges felszállású és leszálló repülőgépekre, a szórakoztatóelektronikára és az energiatároló rendszerekre is.
Ezeket az alkalmazásokat a nagy energiasűrűségű akkumulátorrendszerek iránti feltörekvő keresleti területekként írják le, bár a telepítési ütemtervet nem közölték.
Kína elektromosjármű-akkumulátorok piaca továbbra is erősen koncentrált, néhány nagy beszállító között. A CATL által telepített akkumulátorok a legutóbbi rendelkezésre álló időszakban 29,06 GWh-val és 47,2%-os piaci részesedéssel rendelkeztek, ezt követte a BYD 10,49 GWh-val és 17,1%-os részesedéssel. A Gotion High-tech a harmadik helyen állt 4,05 GWh-val és 6,6%-os részesedéssel a China EV DataTracker adatai szerint.
Továbbra is fennállnak a technikai lehetőségek és a strukturális kihívások
A szilárdtest akkumulátorok fejlesztése három fő elektrolit úton folytatódik: szulfid, oxid és polimer rendszerek. A jelentés szerint nem alakult ki egyetlen domináns műszaki útvonal, és mindegyik útvonal kompromisszumokat jelent a vezetőképesség, a stabilitás, a költségek és a gyárthatóság terén.
A legfontosabb megoldatlan kihívások közé tartozik a lítium-dendritképződés, az ionszállítási mechanizmusok, a szilárd-szilárd határfelületek tervezése és az akkumulátorok meghibásodási mechanizmusai.
A jelentés kiemeli a külföldi szabadalmak alkalmazásának hiányosságait is, megjegyezve, hogy a kínai vállalatok kevesebb nemzetközi szabadalmi bejelentést nyújtanak be, mint japán és dél-koreai társaik, amelyek szélesebb szabadalmi lefedettséggel rendelkeznek az Egyesült Államokban, Európában, Délkelet-Ázsiában és Indiában.
Kína első nemzeti szilárdtest akkumulátor-szabványa, a „Feltételek és osztályozás” jelenleg nyilvános konzultációra van nyitva. A tervezet folyékony, hibrid szilárd-folyékony és szilárdtest kategóriákba történő osztályozást javasol.
Tovább a cikkre: carnewschina.com (Adrian Leung)
A BYD szabadalmat nyújtott be egy szulfidos szilárdtest akkumulátorra, miközben Kína 2027-re tervezi a kísérleti gyártást
A BYD új szabadalmat nyújtott be egy szilárdtest akkumulátorokban használt kompozit szilárd elektrolit membránra , amely tovább erősíti a szulfidos szilárdtest akkumulátorok fejlesztésének szélesebb körű hullámát Kína akkumulátoriparában – jelentette a Sina.
A Kínai Nemzeti Szellemi Tulajdon Hivatala által közzétett CN121983643A számú szabadalmi bejelentés szerint a szabadalom egy „kompozit szilárd elektrolit membránra és annak előállítási eljárására, szilárdtest akkumulátorra, akkumulátorcsomagra és elektromos eszközre” vonatkozik.
BYD szilárdtest akkumulátor szabadalom
A szabadalom egy összetett elektrolit szerkezetet ír le, amely több szervetlen szilárd elektrolit részecskéből és egy polimer elektrolit szálas hálózatbevonatból áll.
A szervetlen elektrolit rész kisebb és nagyobb részecskéket is tartalmaz. A polimer elektrolit egy polimer mátrixból és egy lítiumsóból áll, az anyag pedig a szervetlen elektrolit felületének egyes részei köré tekeredik egy szálas hálózatban.
A bejelentés szerint a szerkezet célja az elektrolit membrán ionvezető képességének és mechanikai szilárdságának javítása.
A dokumentum nem közöl energiasűrűségi adatokat, töltési teljesítményt, ciklusidő-adatokat, gyártási költségcélokat vagy kereskedelmi forgalomba hozatali ütemtervet.
A szabadalom nem tárgyalja a lítium-fém anódokat, a járműszintű integrációt vagy a szulfidos, teljesen szilárdtest akkumulátor-architektúrákhoz gyakran kapcsolódó nyomásszabályozó rendszereket.
A BYD vezető tudósa felvázolja a szűk keresztmetszeteket
2026 áprilisában Lian Yubo, a BYD vezető tudósa azt nyilatkozta, hogy a vállalat teljes egészében szilárdtest akkumulátor-fejlesztése „ kritikus áttörési szakaszba ” lépett, miközben a kereskedelmi forgalomba hozatalt továbbra is korlátozza a mérnöki bonyolultság, a költségkontroll és a termelési hozam kihívásai.
Lian a szilárd-szilárd határfelületi stabilitást és a lítium-dendrit-elnyomást azonosította a főbb technikai szűk keresztmetszetekként.
Azt is kijelentette, hogy az iparágnak a teljes láncú rendszerfejlesztésre kellene összpontosítania, ahelyett, hogy csak az egyes akkumulátorcellákat optimalizálná.
A BYD korábbi közleményei egy 2027 körüli kísérleti méretű telepítésre utaltak, a harmadik generációs nátrium-ion akkumulátorok fejlesztésével együtt, amelyek 10 000 töltési ciklust céloznak meg .
Kína szilárdtest akkumulátor-versenye
A BYD legújabb bejelentése egy olyan időszakban érkezik, amikor több kínai akkumulátorgyártó is a nagyobb kapacitású szilárdtest prototípusok és kísérleti gyártósorok felé halad.
Márciusban a CALB bemutatott egy 60 Ah-s, teljesen szilárdtest akkumulátor prototípust, amelynek energiasűrűsége meghaladja a 450 Wh/kg-ot. A Chery bejelentette egy 60 Ah-s, teljesen szilárdtest akkumulátor fejlesztését is, amelynek energiasűrűsége 400 Wh/kg, és a 2027-re tervezett járműintegrációs tesztelést.
A CATL emellett nyilvánosságra hozta a szulfid alapú szilárdtest akkumulátorokra vonatkozó szabadalmait és a 2027 körüli kísérleti gyártási célkitűzéseit.
A GAC korábban kijelentette, hogy 60 Ah feletti, autóipari minőségű szilárdtest cellái kis tételben gyártásba kerültek validációs tesztelés céljából.
Akkumulátortelep-térfogatok
A China EV DataTracker adatai szerint a 2025-ös és 2026-os akkumulátortelepítési adatok azt mutatták, hogy a BYD ebben az időszakban továbbra is az LFP akkumulátorok telepítésére koncentrált.
A BYD akkumulátortelepítési volumene 2026 áprilisában elérte a 10,49 GWh-t, ami 16,8%-os piaci részesedést jelent, szemben a 2025 májusi 12,84 GWh-val és 22,5%-os részesedéssel.
A felsorolt hónapokban a bejelentett telepítési keverék teljes egészében LFP akkumulátorokból állt.
Tovább a cikkre: carnewschina.com (Adrian Leung)
