Так появилась сначала идея, а потом и сама новая система неводной вторичной батареи, работающей с помощью переходных металлов литированных оксидов кобальта, содержащих ионы лития, в качестве положительного электрода и углеродистых материалов в качестве отрицательного электрода. По сути это был уже настоящий литий-ионный аккумулятор с безводным электролитом, с существенным по сравнению с водными аккумуляторами улучшением плотности энергии, что позволило значительно снизить размер и вес самого аккумулятора. Кроме того, такие батареи использовали в своей работе не химическое превращение, что означало стабильные характеристики работы самого аккумулятора, сохраняющиеся в течение длительного срока службы, в том числе высокую долговечность цикла с небольшим уровнем деградации накапливаемой энергии. Главное — в этой системе не происходит перемещения самого металлического лития, не происходит никаких химических реакций, а процессы разряда и заряда сводятся лишь к переносу ионов лития с одного электрода на другой. Это было важно: некоторые работы с безводными литиевыми аккумуляторами приводили к их самовозгоранию в результате замыкания.
— Оставалось новое изделие продать.
— Что вы, до этого еще было далеко. Но это был тот этап, когда все говорили, насколько востребованы портативные приборы, что необходимо уменьшать размеры аккумуляторов. Мне почему-то вспоминается, что чуть ли не основным стимулом для развития новых батарей в конце 1980-х была необходимость в подобных батареях для переносных восьмимиллиметровых видеокамер. Но кому нужны самовозгорающиеся батарейки? В 1986 году мы испытали наши батарейки на взрывоопасность, сбрасывая на них тяжелые металлические блоки. Они выдержали испытание. Это был переломный момент для начала коммерциализации литий-ионных батарей, потому что их ждали. После необходимых доработок в 1991 году по нашему заказу Sony выпустила первые коммерческие ЛИБ, а годом позже это сделало совместное предприятие Asahi Kasei и Toshiba. СП потом разорилось, и выяснилось, что для Asahi Kasei выгоднее продавать лицензии на выпуск таких батарей другим компаниям, поставляя им для дальнейшей сборки материалы собственного производства фактически для всех частей устройства. И если в 1992 году мы представили продукт еще как разработку, неопробованную инновацию, то в 1995-м, через три года прилизывания всех технологий, мы представили ЛИБ уже в качестве массового продукта. Плотность накапливаемой в ЛИБ энергии вдвое превышала показатели никель-кадмиевых или металлогидридных аккумуляторов, при этом она была вдвое легче и занимала намного меньше места. Это способствовало значительному сокращению размера и веса всего источника питания для портативных устройств.
— То есть выход батарей на рынок оправдал надежды?
— Я бы так не сказал — скорее он не подтвердил радужных расчетов маркетологов: в 1995 году было продано таких батарей всего на несколько сотен тысяч долларов по всему миру, дело двигалось еле-еле, и это при таких-то ожиданиях. Ну а затем рынок портативной техники стал развиваться просто дикими темпами, появился Windows и лэптопы, электронные игрушки и мобильные телефоны, соответственно, потребность в батарейках все более и более возрастала. И уже через пять лет продажи превысили 5 миллиардов долларов, а в текущем году дорастут почти до 20 миллиардов (см. график. — « Эксперт»). Мы ожидаем, что к 2020 году рынок превысит 40 миллиардов долларов, но это при обязательном условии развития электромобилестроения.
— Как отреагировали на инновацию ваши коллеги- ученые?
— После начала продаж ЛИБ в университетах и исследовательских центрах произошел настоящий взрыв изысканий в этом направлении. Если до коммерциализации наших ЛИБ в мире существовало меньше сотни заявок на патенты на эту тему, то в 2000 году их было уже три тысячи, а год назад — более пяти тысяч.
— А что предлагают ученые? Литий- ионные батареи развиваются стремительно, дешевеют на глазах. Но критики говорят: есть такое ощущение, что идут только чуть улучшающие инновации. Прогнозируете ли вы появление революционных изменений в технологиях ЛИБ? Есть ли перспектива у новых литиевых технологий, например литий- сера, литий- воздух, других типов батарей?
Читать дальше
