На прошедшем в Пекине третьем саммите по инновациям в сфере твердотельных аккумуляторов внимание участников было сосредоточено на ключевых технологических барьерах. Профессор Пекинского университета Ся Динго отметил, что основной параметр — удельная энергоёмкость — в первую очередь определяется характеристиками катодных материалов, поэтому именно их совершенствование рассматривается как условие перехода от лабораторных образцов к серийному выпуску.
Рост интереса к этой технологии объясняется одновременно заметным усилением научно-исследовательской базы по сравнению с 1990-ми годами и потребностями электромобильной отрасли, где требуется более высокая энергоёмкость, повышение уровня безопасности и оптимизация используемых материалов. Ожидается, что твердотельные аккумуляторы смогут обеспечить длительный срок службы, высокий уровень безопасности и снижение себестоимости, однако без обновления катодной базы их промышленная значимость остаётся ограниченной.
Среди актуальных задач выделяются стабильность межфазных границ и совместимость материалов. Испытания катодов с высоким содержанием никеля показывают лучшую термическую устойчивость, но при высоких токах или напряжении сохраняются риски из-за локальной поляризации, образования слоя с высоким сопротивлением и последующего ухудшения характеристик. Легирование фтором временно стабилизирует циклирование, однако после примерно 125 циклов темпы деградации возрастают. Кристаллические катоды обладают анизотропией, и даже незначительные изменения объёма создают напряжения на границах, что сокращает ресурс.
Дополнительным ограничением остаётся совместимость компонентов. Хлоридные, сульфидные и оксидные твёрдые электролиты демонстрируют различную жёсткость и особенности поведения на границе раздела. Оксидные структуры отличаются избыточной твёрдостью, а сульфидные и хлоридные требуют внешнего давления, что усложняет производственные процессы. Перспективным направлением считается разработка электролитов с низким модулем упругости и благоприятными межфазными свойствами либо полимерных систем с широким рабочим диапазоном напряжений и высокой проводимостью.
Крупные китайские производители аккумуляторов, включая CATL, BYD и Eve Energy, уже перешли к комплексной разработке катодных и электролитных решений, одновременно формируя патентную защиту и повышая характеристики элементов. Масштабированию выпуска способствуют технологии сухих электродов, совместного и холодного спекания, позволяющие уменьшить зависимость от сложных процессов нанесения покрытий.
Предполагается, что дальнейшее развитие пойдёт по нескольким направлениям: для премиальных электромобилей — полимерные электролиты в сочетании с высоконикелевыми или литий-обогащёнными катодами; для массового сегмента — системы на базе LiFePO4 с акцентом на стоимость и безопасность; для специализированных задач — сульфидные электролиты вместе с серными катодами.
По итогам обсуждения было отмечено, что именно развитие катодных материалов определяет промышленный потенциал твердотельных аккумуляторов. Электролиты сохраняют важную роль, однако показатели энергоёмкости, стабильности и себестоимости зависят прежде всего от катодной части. Дальнейшее продвижение отрасли связывается с параллельным совершенствованием материалов и производственных технологий.