Краткое содержание анализа
Главный научный сотрудник компании Ningde Times, Ву Кай, на форуме «Страна мощных оборудований 2026» объявил три важных новости: начало массового производства натриевых батарей в этом году, производство небольших партий твердотельных батарей в 2027 году и разработка литиево-воздушных батарей (впервые об этом было публично заявлено). Литиево-воздушные батареи из-за своей высокой энергетической плотности (близкой к уровню бензина) и почти бесплатного используемого материала (кислорода) считаются ключевым направлением глобальной конкуренции в области батарейных технологий. Компания Ningde Times, как лидер отрасли, может спровоцировать новую волну соревнований в этой области.
Подробный анализ
1. Литиево-воздушные батареи: почему они являются «футурным стандартом»?
Главное преимущество литиево-воздушных батарей заключается в том, что за один и тот же вес они могут сохранять больше энергии.
- Существующие литиевые батареи требуют использования таких тяжелых материалов, как никель и кобальт в качестве анода, что снижает энергетическую плотность до 250–270 Вт·ч/кг; для электромобилей необходимо использовать батареи массой в полтонны, чтобы преодолеть расстояние в несколько сотен километров.
- Литиево-воздушные батареи используют литий в качестве анода и поглощают кислород из воздуха в качестве катода, что делает их очень легкими. Лабораторные данные показывают энергетическую плотность до 1200 Вт·ч/кг (в четыре раза больше, чем у существующих батарей), а теоретический потенциал достигает 12000 Вт·ч/кг – почти такой же, как у бензина (13000 Вт·ч/кг).
- Последствия: если эта технология станет реальностью, автомобили смогут преодолевать расстояния более 1000 километров на одном заряде, электростанции для хранения энергии будут занимать меньше места и стоить дешевле, а возможно, традиционные автомобили с бензиновыми двигателями полностью исчезнут с рынка.
2. Принцип работы литиево-воздушных батарей
Литиево-воздушные батареи называются «дышащими», потому что их реакция напоминает процесс дыхания человека:
- При разрядке происходит взаимодействие лития (анода) с кислородом из воздуха (катаода), в результате чего образуется пероксид лития и генерируется электрический ток;
- При зарядке пероксид лития распадается на литий и кислород, который возвращается в воздух.
В отличие от существующих литиевых батарей, где ионы лития перемещаются между анодом и катодом, литиево-воздушные батареи не требуют использования тяжелых материалов для катаода, что является ключом к высокой энергетической плотности.
3. Технические проблемы: как преодолеть препятствия на пути к коммерциализации?
Литиево-воздушные батареи не являются новой концепцией (они существуют с 70-х годов), но их разработка затруднялась из-за следующих проблем:
- Влияние воздуха: вода и углекислый газ в воздухе могут нарушать работу батарей, сокращая их срок службы;
- Закупорка электродов: образующийся при разрядке пероксид лития может накапливаться на поверхности электродов, ограничивая выходную мощность батарей;
- Низкий количественный режим циклов: после нескольких зарядок-разрядов батареи теряют свои характеристики.
Однако в последнее время были достигнуты значительные успехи:
- В 2024 году американская команда создала литиево-воздушную батарею, способную выдерживать до 700 циклов зарядок-разрядок (ранее использовался чистый кислород; теперь можно применять обычный воздух);
- В 2025 году Национальная лаборатория Аргон выработала батарею с энергетической плотностью 1200 Вт·ч/кг, способную выдерживать до 1000 циклов зарядок-разрядок при комнатной температуре; ее ввод в эксплуатацию ожидается после 2030 года.
Даже неудачный ранее проект IBM «Battery 500» теперь обретает новые перспективы благодаря технологическому прогрессу.
4. Планы компании Ningde Times
Заявления Ningde Times показывают четкий путь развития отрасли:
- Краткосрочно (в этом году): начало массового производства натриевых батарей для решения проблемы роста цен на литиевые руды (компания уже заключила контракт на 60 ГВт·ч с компанией Hibostar и начала их использование в автомобилях марок GAC и Changan);
- Среднесрочно (2027 год): производство небольших партий твердотельных батарей с энергетической плотностью, в два раза выше, чем у существующих литиевых батарей;
- Долгосрочно: разработка литиево-воздушных батарей для преодоления ограничений по дальности пробега.
Как лидер отрасли, Ningde Times каждый раз стимулирует развитие всей цепочки поставок; например, после объявления о натриевых батареях в 2020 году вся промышленная цепочка ускорила свое развитие. Разработка литиево-воздушных батарей означает, что глобальные соревнования в области батарейных технологий переходят на новый уровень.
5. Влияние на нас: увеличится ли дальность пробега электромобилей?
Для обычных потребителей основные изменения будут следующими:
- Дальность пробега электромобилей: если литиево-воздушные батареи станут реальностью, один заряд позволит проехать более 1600 километров;
- Снижение стоимости: использование бесплатного кислорода и уменьшение потребления лития снизят стоимость батарей;
- Судьба автомобилей с бензиновыми двигателями: если дальность пробега и стоимость электромобилей сравняются с таковыми у традиционных автомобилей, последние могут полностью исчезнуть с рынка.
Однако не стоит спешить: литиево-воздушные батареи, вероятно, появятся не раньше 2030 года; пока следует обратить внимание на развитие натриевых и твердотельных батарей. Однако можно с уверенностью сказать, что новые технологии значительно улучшат наше путешествия и системы хранения энергии.
Заключение
Планы компании Ningde Times не только отражают ее собственные технические цели, но и указывают направление развития всей мировой батарейной индустрии: в краткосрочной перспективе – использование натриевых батарей для стабилизации рынка, в среднесрочной – развитие твердотельных батарей для улучшения пользовательского опыта, а в долгосрочной – преодоление ограничений литиево-воздушных батарей. Кто первым сможет внедрить эти технологии, тот завоюет доминирующее положение на рынке.