Китайская компания Gotion High-Tech построит в штате Иллинойс (США) завод по производству аккумуляторов, который будет запущен в следующем году. Стоимость проекта составляет $2 млрд. По словам губернатора штата Дж. Б. Притцкера (J B Pritzker), благодаря строительству завода Gotion будет создано 2600 рабочих мест.

Источник изображения: scmp.com

Губернатор также отметил, что этот проект станет «самой значительной новой производственной инвестицией в Иллинойсе за последние десятилетия». Иллинойс позиционирует себя как центр новых технологий — от квантовых вычислений до медико-биологических наук и производства электромобилей.

Недавно в штате создали рабочую группу Innovate Illinois, целью которой является привлечение федеральных средств, в том числе за счёт Закона о снижении инфляции (Inflation Reduction Act, IRA), которым предусмотрены налоговые льготы и гранты для проектов по производству электромобилей, аккумуляторов и экологически чистой энергии. В частности, Gotion получит стимулирование на сумму $536 млн, а также будет иметь право на налоговые льготы в размере $213 млн в течение 30 лет в рамках пакета финансирования штата Иллинойс.

Вместо того чтобы строить новый завод с нуля Gotion воспользуется существующей производственной площадкой в деревне Мантено в округе Канкаки площадью 60,7 гектара. С 2024 года на нём будут выпускаться литийионные аккумуляторные батареи на 10 ГВт·ч и литийионные аккумуляторные элементы на 40 ГВт·ч.

Компания Gotion также планирует построить завод по выпуску батарей и компонентов к ним стоимостью $2,36 млрд в Биг-Рапидс (штат Мичиган), где она уже приобрела в начале августа земельный участок площадью 270 акров (109 гектаров).

До сих пор было принято считать, что так называемые LFP-батареи обеспечивают более высокий эксплуатационный ресурс и низкую стоимость, но более дорогие тяговые аккумуляторы на основе никеля и кобальта при этом лидируют по плотности хранения заряда, а потому обеспечивают более высокий запас хода. В Китае создан новый тип аккумуляторов, который сочетает относительную дешевизну с возможностью обеспечить запас хода без подзарядки до 1000 км.

Источник изображения: Gotion High-Tech

Именно специализация на литиевых аккумуляторах с фосфатом железа (LFP) позволяет китайским производителям занимать лидирующие места на рынке, а заодно и способствовать бурному развитию отечественного рынка электромобилей. Нет ничего удивительного, что совершенствовать тяговые батареи компания Gotion High-Tech решила именно на базе LFP-состава, добавив в него марганец. Исполнительный президент компании Чэн Цянь (Cheng Qian) в телефонном интервью Bloomberg назвал анонс таких батарей «скачком по плотности хранения энергии».

По словам представителей компании, LFP-батареи в своём классическом исполнении предлагают плотность хранения электроэнергии не более 190 Вт·ч/кг, но Gotion High-Tech за счёт добавления в их состав марганца удалось поднять этот потолок до 240 Вт·ч/кг. Это позволяет как создавать более лёгкие тяговые батареи при сохранении запаса хода, так и увеличивать последний из параметров при сохранении прежних габаритных размеров и массы.

Gotion High-Tech входит в десятку ведущих поставщиков тяговых аккумуляторов в мире, занимая восьмое место по версии SNE Research. По данным производителя, LMFP-аккумуляторы оказываются на 5 % дешевле LFP-батареи сопоставимой ёмкости. При сравнении с никель-кобальтовыми аккумуляторами выгода достигает 20 или 25 %. Кроме того, LMFP-аккумуляторы безопаснее своих более дорогих NMC-сородичей с точки зрения угрозы воспламенения. По оценкам аналитиков Rho Motion, аккумуляторы типа LMFP могут к 2040 году занять до 6 % рынка, обойдя прочие зарождающиеся альтернативы типа натрий-ионных батарей.

Gotion High-Tech приступит к производству LMFP-батарей семейства Astronino во втором квартале следующего года на двух предприятиях в Китае. К другим преимуществам LMFP-батарей этой марки можно будет отнести способность быстро восполнять заряд. На станции экспресс-зарядки со ступенчатым управлением мощностью восстановить заряд тяговой батареи с 10 до 80 % можно будет примерно за 18 минут. Батареям семейства Astronino уже удалось успешно пройти испытания на безопасность.

Литиевые аккумуляторы на основе фосфата железа (LFP) отличаются более низкой стоимостью, но пока уступают аналогам на базе никеля, марганца и кобальта (NMC) по плотности хранения заряда, что критично для обеспечиваемого запаса хода электромобилей. Китайская компания Gotion Hi-Tech уверена, что к 2030 году сможет увеличить плотность хранения заряда своих LFP-батарей в два раза, до уровня 300 Вт‧ч/кг.

Источник изображения: General Motors

Для сравнения, плотность хранения заряда в тяговых LFP-аккумуляторах электромобилей Tesla, которые выпускаются для машин китайской сборки местной компанией CATL, сейчас не превышает 160 Вт‧ч/кг, а Gotion Hi-Tech уже сейчас готова выпускать батареи с плотностью хранения заряда 230 Вт‧ч/кг. Продукция этой компании известна тем, что используется совместным предприятием GM и SAIC для производства знаменитых компактных бюджетных электромобилей Wuling Hongguang Mini EV (на фото выше), которые в Китае предлагаются по цене от $4500 и обеспечивают запас хода около 200 км.

Секрет прогресса Gotion Hi-Tech в увеличении плотности хранения заряда LFP-батарей заключается в изменении химического состава электродов тяговых аккумуляторов. С одной стороны, вместо графита в отрицательных электродах используется кремний, а содержание лития увеличивается. С другой стороны, в положительных электродах добавляется марганец, который поднимает рабочее напряжение на 15 % относительно привычных для LFP-аккумуляторов 3,2 В.

От прогресса Gotion Hi-Tech должен выиграть и немецкий автоконцерн Volkswagen, которому принадлежат 26 % акций этого китайского производителя аккумуляторов. Именно LFP-аккумуляторы Volkswagen должен начать выпускать на предприятии в Германии, которое будет построено к 2025 году. Gotion H-Tech поможет немецкому партнёру наладить выпуск электромобилей стоимостью около 20 тысяч евро, которые смогут проезжать на одном заряде более 400 км.

Ещё недавно NMC-батареи обходились в производстве на 30 % дороже, но сейчас разница между ними и LFP-аналогами сократилась до 17 %. Это заставляет производителей последних искать способы увеличения плотности хранения заряда, поскольку запас хода критичен для электромобилей при условии отсутствия выраженного преимущества в цене. По некоторым прогнозам, к 2030 году LFP-батареи будут использоваться в 38 % новых электромобилей, предлагаемых на мировом рынке. Это на 16 процентных пунктов больше, чем в 2020 году.

Как отмечает Nikkei Asian Review, японские автопроизводители пока настороженно относятся к LFP-батареям, поскольку они увеличивают массу транспортного средства сильнее, чем NMC-аналоги. Nissan и Honda, в частности, делают ставку на батареи с твердотельным электролитом, которые обеспечат увеличение запаса хода без роста массы электромобилей. Toyota подобные батареи рассчитывает внедрить в массовом производстве ещё в первой половине этого десятилетия, а вот основным конкурентам придётся ждать до второй.