ProLogium запускает серийное производство полностью твердотельных аккумуляторов с удельной энергоемкостью 381 Вт·ч/кг

Компания ProLogium Technology объявила о начале серийного производства литий-керамических аккумуляторов (LCB) поколения 3.5 на своем заводе гигаватт-часового масштаба на Тайване. Это знаменует собой переход технологии полностью твердотельных аккумуляторов с высокой удельной энергоемкостью от стадии лабораторных и пилотных разработок к промышленному выпуску.

Результаты независимых испытаний, проведенных организацией TÜV, показали, что крупноформатный аккумуляторный элемент ProLogium емкостью 185,4 А·ч достиг удельной энергоемкости по массе 381 Вт·ч/кг и удельной энергоемкости по объему 903 Вт·ч/л. Такие показатели позволяют снизить массу и габариты, необходимые для хранения определенного количества энергии, обеспечивая при этом возможность работы в режимах высокой мощности и быстрой зарядки.

Кроме того, компания UL Solutions провела испытания элемента в соответствии с китайским стандартом GB/T 43568-2026. После шестичасового воздействия вакуума при температуре 120°C потеря массы элемента составила менее 0,05%, что значительно ниже предельного значения в 0,5%, установленного для классификации аккумуляторов как полностью твердотельных. Таким образом, данный элемент соответствует критериям стандарта для полностью твердотельных аккумуляторов. Стандарт GB/T 43568-2026 также был передан в Международную электротехническую комиссию (МЭК) в качестве основы для разработки международного стандарта.

В отличие от проектов в области твердотельных аккумуляторов, которые зачастую остаются на стадии лабораторных исследований или пилотного производства, литий-керамический аккумулятор поколения 3.5 создан на базе фирменной архитектуры элементов Logithium™ от ProLogium. Эта архитектура определяет масштабируемый производственный процесс, и вместе они формируют промышленную платформу литий-керамических аккумуляторов (LCB).

Платформа LCB была разработана в 2012 году. С тех пор ProLogium непрерывно совершенствует аккумуляторные технологии и эффективность производственных процессов, а также успешно выводит продукцию на рынок; за это время компания сменила четыре поколения аккумуляторных технологий и три поколения технологий производства.

С момента начала коммерческого выпуска в 2013 году компания ProLogium поставила более 2,4 миллиона элементов на базе платформы LCB, накопив значительный опыт производства продукции для потребительского сектора, специализированных отраслей и автомобильной промышленности. Logithium™: архитектура ячейки, обеспечивающая масштабируемое производство.

Компания ProLogium завершила разработку основных конструктивных решений и формирование патентной базы для своей архитектуры ячеек Logithium™ еще в 2012 году. Эта архитектура сочетает в себе керамический сепаратор и фирменную конструкцию с краевой рамкой (edge-frame), создающей дополнительный изолирующий барьер по периметру электрода; это позволяет изолировать возможные заусенцы, а также обеспечивает герметичность и электроизоляцию.

В 2013 году ProLogium запустила коммерческое производство на линии первого поколения, работающей по технологии «лист за листом» (sheet-by-sheet). Первоначально компания ориентировалась на высокодоходные нишевые рынки, включая потребительскую электронику, носимые устройства, оборудование во взрывозащищенном исполнении, медицинские приборы и оборудование для полупроводниковой промышленности.

Такая стратегия позволила компании финансировать и совершенствовать процессы наращивания производства за счет коммерческих заказов, одновременно накапливая опыт в области управления технологическими процессами, обеспечения выхода годной продукции, контроля качества и выполнения обязательств перед клиентами.

В 2017 году ProLogium представила линию второго поколения, работающую по технологии «рулон-к-рулону» (roll-to-roll), что ознаменовало переход к непрерывному производству с более высоким уровнем автоматизации, производительности и стабильности характеристик.

В 2024 году была введена в эксплуатацию платформа третьего поколения (уровня «гига-производства»). Она позволила масштабировать более чем десятилетний производственный опыт для выпуска крупноформатных ячеек и обеспечила сбор данных, необходимых для дальнейшего повышения выхода годной продукции, стабильности качества и надежности оборудования.

Вместо того чтобы совершать резкий скачок от пилотной линии к производству мощностью в гигаватт-часы (ГВт·ч), ProLogium поступательно наращивала свои производственные возможности в ходе коммерческой деятельности, при этом каждое новое поколение опиралось на опыт технологических процессов и данные о качестве, полученные на предыдущих этапах.

Заказы от автопроизводителей подтверждают надежность производственной базы

В 2022 году компания ProLogium получила сертификат соответствия стандарту управления качеством в автомобильной промышленности IATF 16949 для своей действующей производственной линии и с тех пор успешно проходит ежегодные инспекционные аудиты.

Благодаря стабильной и проверенной производственной платформе ячейки LCB от ProLogium поставляются известной американской компании, производящей автомобильные аудиосистемы, и устанавливаются в автомобили японского автопроизводителя, входящего в тройку лидеров по объему продаж в Северной Америке.

Заказчик разместил более 175 повторных заказов; совокупный объем поставок превысил 900 000 ячеек, и в настоящее время ведутся работы по расширению географии применения продукции с рынка Северной Америки на Азиатско-Тихоокеанский регион. Регулярные заказы служат долгосрочным подтверждением стабильности характеристик продукции, надежности производственных процессов и качества выполнения поставок — за рамками разовых испытаний прототипов или проверок на опытно-промышленных линиях.

Компания ProLogium также вышла на рынок беспилотных систем и получила заказы на продукцию, предназначенную для сфер применения, где критически важны высокая плотность энергии, способность отдавать высокие токи и возможность быстрой зарядки — для увеличения полезной нагрузки и продолжительности работы, а также сокращения времени подзарядки.

Ключевой особенностью архитектуры Logithium™ и платформы LCB является возможность внедрения новых материалов и электролитных систем без необходимости перестройки производственной базы.

Архитектура керамического сепаратора остается основой системы Logithium™ компании ProLogium и платформы LCB, в то время как система композитного твердого электролита эволюционировала за счет постепенного снижения содержания органического электролита.

По мере изменения химического состава электролита и активных материалов, базовую архитектуру ячейки, основные производственные процессы, парк оборудования и накопленный производственный опыт можно в значительной степени сохранить и использовать в дальнейшем.

Это позволяет ProLogium совершенствовать химический состав аккумуляторов, не перестраивая заново производственную базу при смене каждого технологического поколения.

LCB 4-го поколения: принципиально новый химический состав. Та же платформа.

Аккумуляторы LCB 4-го поколения от ProLogium, оснащенные полностью неорганической системой сверхтекучего электролита, сохраняют архитектуру ячейки Logithium™ и прежний производственный процесс.

Компания ожидает, что для выпуска ячеек 4-го поколения потребуется модифицировать лишь около 10% существующей производственной линии гигаваттного масштаба и сопутствующего оборудования.

Новое поколение призвано сохранить высокую плотность энергии, высокую мощность и возможность быстрой зарядки, свойственные данной платформе, и при этом внедрить технологию ASM (Active Safety Mechanism — механизм активной безопасности). Эта технология предотвращает тепловой разгон за счет активной стабилизации активных материалов электродов при высоких температурах. Ожидается также, что 4-е поколение обеспечит улучшенные характеристики при низких температурах и снижение затрат на материалы и производство.

ProLogium ориентирует эту технологию на такие сферы применения, как центры обработки данных для ИИ, электромобили, а также морской и авиакосмический транспорт.

Возможность перехода от поколения 3.5 к поколению 4 с сохранением большей части существующей производственной системы является ключевым элементом платформенной стратегии ProLogium: химический состав аккумуляторов может совершенствоваться без необходимости создания производственных мощностей «с нуля».

ProLogium планирует создать глобальную производственную сеть, в которой Тайвань будет служить базой для разработки технологий и проверки производственных процессов, Франция обеспечит масштабирование производства, а в Северной Америке будут постепенно создаваться мощности для локализованных поставок и производства.

В Северной Америке компания рассматривает стратегию поэтапной локализации, ориентированную на начальном этапе на беспилотные системы, аэрокосмическую отрасль и центры обработки данных для ИИ.

В рамках первого этапа ProLogium оценит возможности партнерства, при котором «инлеи» (inlays) — базовые однослойные элементы ячейки LCB, созданные на основе архитектуры Logithium™ — будут производиться в промышленных масштабах во Франции и поставляться в Северную Америку. Там партнеры смогут эффективно собирать из этих элементов ячейки пакетного типа (pouch cells) методом простого прямого штабелирования, с последующей сборкой модулей и аккумуляторных блоков в непосредственной близости от конечных потребителей. По мере роста спроса компания ProLogium на следующем этапе также рассмотрит возможность создания мощностей по производству компонентов типа Inlay в США.

Аналогичная модель может быть применена в Азиатско-Тихоокеанском регионе: тайваньский завод сверхвысокой мощности (класса «гига») будет служить производственной базой для выпуска Inlay, а региональные партнеры — обеспечивать последующие этапы производства и расширение присутствия на рынке.

Пройдя путь от масштабирования производства первых поколений до выпуска полностью твердотельных аккумуляторов (поколение 3.5) и планируемого перехода к полностью неорганическим системам (поколение 4), компания ProLogium за более чем десять лет создала масштабируемую производственную платформу, рассчитанную на внедрение технологических усовершенствований и тиражирование в различных регионах.

Компания планирует объединить свою производственную базу на Тайване, масштабируемое производство во Франции и поэтапную локализацию в Северной Америке для обеспечения широкой коммерциализации высокоэффективных аккумуляторов нового поколения.