Тайваньский твердотельный гигадебют

Новый завод ProLogium, запущенный на территории Научного парка Таоюань (Taoyuan Science Park) на северо-западе острова, должен стать рабочей демонстрационной линией для последующего развертывания крупномасштабного производства этих инновационных батарей как на самом Тайване, так и на главной промплощадке ProLogium во французском Дюнкерке.

Как заявил основатель и главный исполнительный директор компании Винсент Янг на брифинге, «это первая в мире линия массового производства [твердотельных литиевых батарей], ориентированная в основном на производителей электромобилей… которые должны стать нашими главными партнерами». Мелкосерийная фабрика Taoke, на строительство которой тайваньская компания потратила порядка 135 млн долларов, сможет обеспечить твердотельными батареями до 26 тыс. электромобилей (EV), когда выйдет на проектную мощность в 2 ГВт⋅ч в год.

Согласно предварительным планам руководства компании ProLogium Technology Co, первый EV, оснащенный ее твердотельной литиевой батареей, должен выйти на дорогу уже в конце этого года. Впрочем, какой именно автопроизводитель станет твердотельным дебютантом, г-н Янг не сообщил.

В качестве наиболее вероятных кандидатов СМИ пока рассматривают компании, которые обладают долями в акционерном капитале ProLogium, — это немецкий автогигант Mercedes-Benz, вьетнамский амбициозный стартап VinFast и китайская Nio Inc.(среди ее прочих значимых инвесторов можно упомянуть южнокорейскую POSCO Group, крупнейшего мирового производителя сталелитейных изделий, и немецкую FEV Group, ведущего поставщика различных инжиниринговых решений и сервисов для транспортных средств).

Кроме того, по словам Винсента Янга, на заводе в Таоюане планируется производить твердотельные батареи для электросамолетов, беспилотников, морских судов, роботов и устройств, используемых в аэрокосмической промышленности.

С дальним прицелом

Напомним, что главным технологическим отличием твердотельных батарей от традиционных аккумуляторов является то, что в них для переноса электрического заряда используется не жидкий, а твердый электролит (в качестве потенциальных электролитов-кандидатов исследуются самые разные материалы и химические компоненты, включая полимеры, оксиды и сульфиды). И, по крайней мере в теории, твердотельная технология обладает как минимум тремя существенными преимуществами по сравнению с жидкостной: эти батареи менее огнеопасны, быстрее заряжаются и дольше служат (детальный обзор глобального рынка EV-батарей, в частности его наиболее перспективного твердотельного сегмента, мы публиковали в начале декабря прошлого года.

Хайп по поводу скорого массового налаживания производства твердотельных батарей начал активно раскручиваться примерно с конца прошлого десятилетия, и одним из главных поставщиков новостей на этом технологическом направлении стала японская Toyota, которая время от времени эффектно сообщает о своих очередных достижениях в этой сфере.

Однако пока японцы (не только Toyota, но и Nissan и Honda, также реализующие долгосрочные исследовательские твердотельные программы) ограничиваются предварительными планами и анонсами, тогда как тайванская ProLogium, основанная в 2006 году, в комментариях для прессы уже давно уверенно позиционирует себя как «пионера в области разработки твердотельных батарей», а ее CEO Винсент Янг в своих интервью неоднократно заявлял: «Мы примерно на десять лет опережаем наших ближайших конкурентов».

В мае 2023 года президент Франции Эммануэль Макрон объявил, что ProLogium намерена построить в Дюнкерке, на берегу Ла-Манша, свою первую зарубежную гигафабрику запланированной производственной мощностью 48 ГВт⋅ч в год. Совокупные инвестиции в этот масштабный проект должны составить порядка 5,2 млрд евро.

А уже в августе руководство ЕС одобрило решение Франции о предоставлении государственной финансовой поддержки ProLogium в размере до 1,5 млрд евро. Эта сумма будет выделена в виде прямого гранта для покрытия расходов ProLogium на R&D и собственно на строительство гигафабрики в Дюнкерке на период до конца 2029 года.

И, как заявил на брифинге 23 января Винсент Янг, дюнкеркский проект «идет полным ходом» и серийное производство на этой гигафабрике должно начаться согласно графику — в 2027 году.

Завод в Таоюане, по планам руководства ProLogium, после модернизации будет обслуживать азиатских клиентов компании, а французская гигафабрика будет, как нетрудно догадаться, ориентирована на европейский рынок, причем не исключена возможность строительства еще одного завода — в США, для освоения американского рынка.

Кроме того, как следует из громких заявлений Винсента Янга, сделанных в ходе торжественной церемонии запуска завода Taoke, тайваньская компания намерена стать крупнейшим в мире поставщиком твердотельных литиевых батарей начиная с 2030 года, когда ее французский завод выйдет на полную мощность. По его оптимистическим оценкам, в 2030‒2032 годах доля ProLogium на мировом рынке твердотельных литиевых батарей составит 35‒40%, а общая доля самих твердотельных литиевых батарей на мировом батарейном рынке к тому времени достигнет примерно 7%.

CEO ProLogium также рассчитывает на то, что к 2032 году стоимость производства твердотельных литиевых батарей снизится до уровня стоимости трехкомпонентных литиевых батарей и составит около 100 долларов за киловатт-час.

Для сравнения: по оценкам министерства энергетики США (DOE), представленным еще в январе 2023 года, за период с 2008 по 2022 год стоимость «стандартного» литий-ионного блока батарей для EV упала на 89% — со 1355 до 153 долларов за киловатт-час.

Президент Франции Эммануэль Макрон, а также основатель и главный исполнительный директор компании ProLogium Винсент Янг заявили о планах построить в Дюнкерке, на берегу Ла-Манша, свою первую зарубежную гигафабрику запланированной производственной мощностью 48 ГВт⋅ч в год

prologium.com

Батареи нового поколения P-C-R

Что же касается собственно инновационной технологии, точнее комплексных технологических решений, внедряемых ProLogium на уже запущенной демофабрике, то по вполне понятным причинам тут представители компании воздерживаются от подробностей.

Кульминацией же торжественного мероприятия, проведенного 23 января в Таоюане, стала презентация нового твердотельного аккумулятора емкостью 106 А⋅ч, изготовленного с использованием «высококремниевого анода» (high-silicon anode).

Как следует из официальных комментариев компании ProLogium, «эффективность производства на заводе Taoke выросла в 2,6 раза по сравнению с прежним экспериментальным объектом (запущенной ранее опытной производственной линией. — “Стимул”) благодаря вдвое выросшей скорости сборки и инновационным технологиям производства, в том числе изготовлению твердотельных электролитов методом непрерывного мокрого покрытия (continuous wet coating), не требующего впрыска жидкого электролита, впитывания и дегазации».

Представители компании уточнили, что завод Taoke «будет продолжать совершенствовать разрабатываемые технологии, стремясь к созданию твердотельной батареи нового поколения P-C-R» (Performance — Cost — Resource Circulation, производительность — затраты — циркуляция ресурсов). Эта новая структура батареи не только обеспечивает высокий уровень безопасности, но и прокладывает путь к постоянному улучшению характеристик литиевых батарей. Ожидается, что будущие достижения в области материаловедения позволят еще больше увеличить запас хода, и снизить стоимость, обеспечив оптимальный баланс между производительностью, стоимостью и циркуляцией ресурсов.

Относительно самой структуры ячеек в компании лаконично отметили, что «оригинальная структура Logithium компании ProLogium и соответствующий производственный процесс успешно решили потенциальную проблему эффективного выпуска твердотельных батарей, а также значительно повысили точность выравнивания и крепления катода и анода в процессе производства. В настоящее время компания уже достигла показателя выхода годной продукции до 99,9% для однослойных элементов на тестовой производственной линии».