Золотой Шар

Твердотельная батарея TDK имеет длину всего несколько миллиметров и может заряжаться 1000 раз. Компания уже начала отгружать образцы и проводит работу по массовому производству. (Фото предоставлено TDK).
TOKYO - Твердотельные батареи могут доминировать в линейке следующего поколения, позволяя японским компаниям завоевать известность в области, которую они когда-то создавали и возглавляли.
Хотя использование перезаряжаемых твердотельных батарей в электромобилях привлекло бы наибольшее внимание, в настоящий момент, именно в потребительской электронике эта новая технология будет применена в первую очередь.
Японский производитель электронных компонентов TDK находится на переднем крае инноваций с крошечной твердотельной батареей, которая помещается на кончике пальца. Это свидетельствует о том, что японские компании могут вернуть долю рынка конкурентов в Южной Корее и Китае в этой высоко конкурентной сфере.
В отличие от текущего ионно-литиевого поколения батарей, твердотельные не имеют жидкости, которая может протекать, поэтому они более безопасны, также они обладают способностью выдерживать гораздо большие токи заряда.
Компания ожидает применения в домашних условиях, в офисе и на заводе для такого оборудования как освещение и кондиционеры. Для последнего из них крошечные батареи заменили бы щелочными батарейки которые используются для питания датчиков, измерения температуры во всем помещении, чтобы скорректировать режим работы кондиционера.
В настоящее время разрабатываются многие виды батареек следующего поколения, но твердотельные являются самыми передовыми и вскоре могут найти практическое применение.
Одним из перспективных применений является замена ионно-литиевого на электромобилях. Японский автопроизводитель Toyota Motor нацелен на то, чтобы в начале 2020-х годов были готовы к выпуску твердотельные батареи, которые могут заряжаться быстрее, и питать автомобили более продолжительное время. В Германии Volkswagen планирует создать массовое производство примерно к 2025 году.
Если крошечные твердотельные батареи от таких компаний, как TDK, достигнут рынка, их применения распространятся по всему рынку далеко за пределы транспортных средств. Хотя проблемы, связанные с повышением плотности заряда еще не решены, но, возможно это не заставит себя долго ждать, пока эти батареи попадут в компьютеры, смартфоны и всевозможные потребительские электронные продукты. Поэтому неудивительно, что многие компании конкурируют за разработку твердотельных батарей.
Японский производитель материалов и электроники Taiyo Yuden в настоящий момент разрабатывает батарею большего размера (несколько сантиметров) для рынка умных часов. По предварительным прогнозам серийное производство начнётся в 2020г.
Производитель электронных компонентов Murata Manufacturing разрабатывает ультратонкую 50-микронную версию, которая может применена в сегменте носимых устройств, таких как смарт-контактные линзы.
Hitachi Zosen намерена продвигать свои разработки в аэрокосмическом секторе в 2019 году и внедрять технологии для выхода на рынок электромобилей в конце 2020-х годов.
Спрос на твердотельные батареи является глобальным по масштабам и не ограничивается Японией. Samsung SDI и LG Chem разрабатывают свои собственные для электромобилей, а ряд стартапов задействован в этой области по всему миру.
Но Япония, обладающая богатыми знаниями о промышленных материалах и технологиях обработки материалов, остается передовой в разработке батарей.
Sony была первой, кто занимался коммерциализацией литий-ионных батарей, но потерял рыночную долю, поскольку выскочки из Южной Кореи и Китая получили свои технологии производства. Panasonic постигла та же участь.
С появлением технологий производства следующего поколения батарей у Японии есть шанс снова вернуться в игру.
Твердотельные батареи могут играть важную роль, если за кулисами, роль в экономике будущего. Исследователь Fuji Keizai прогнозирует, что рынок полупроводниковых батарей начнет снижаться примерно в 2030 году и вырастет до уровня около 2,78 трлн иен (24,67 млрд. долларов) в 2035 году. В 2017 году он ставил всего 2,1 млрд. иен.
В настоящий момент доступны инженерные образцы TDK CeraCharge. Аккумулятор упакован в корпус EIA 1812 размерами 4,5 x 3,2 x 1,1 мм. Емкость CeraCharge равна 100 мкА∙ч, рабочее напряжение — 1,4 В. Кратковременно аккумулятор может выдавать ток порядка нескольких миллиампер. Он выдерживает до 1000 циклов заряд-разряд.
Для увеличения емкости и рабочего напряжения любое число аккумуляторов CeraCharge можно соединять последовательно и параллельно. Применение поверхностного монтажа при этом упрощает и удешевляет конструкци