CATL досліджує літій-повітряні акумулятори як напрямок довгострокових досліджень.
CATL розглядає акумулятори на літії та повітрі як можливість для довгострокових досліджень. За теорією ця технологія обіцяє значно вищу щільність енергії порівняно з сучасними акумуляторами на літій-іонних елементах. Однак вона все ще далека від того, щоб стати готовими акумуляторами для автомобілів на ринку чи здатністю до проїзду 2 000 км.
За оцінками SNE Research, частка ринку CATL поза Китаєм становить 33,7 відсотка.
Зображення: CATL
Головний науковий співробітник CATL Ву Кай на форумі Equipment Powerhouse Forum 2026 визначив акумулятори на основі літію та повітря як довгострокову тему досліджень для компанії. Технології на основі іонів натрію та твердого стану у CATL знаходяться ближче до комерціалізації. Наразі основна увага приділяється можливостям досягнення дальності поїздки до 2 000 км. Основою для таких прогнозів є дуже висока теоретична специфічна енергія хімії літію та повітря, яка становить близько 3 505 Вт·г/кг. Однак це значення відображає електрохімічний потенціал реакції, а не щільність енергії повноцінного автомобільного акумулятора.
Різниця зі звичайними літій-іонними акумуляторами полягає у структурі. У системах літій-повітря в якості негативного електрода використовується металічний літій, а в якості реакційного партнера — кисень з навколишнього середовища. Під час розряду у пористому катоді утворюється пероксид літію; під час заряджання реакція зворотна, і кисень знову вивільняється.
Оскільки кисень не потрібно транспортувати у вигляді традиційного катодного матеріалу всередині акумулятора, це теоретично забезпечує дуже високу питому енергію. Однак для реальної акумуляторної системи необхідно додати електроліт, електроди, корпус, захисні системи та, насамперед, компоненти для обробки повітря. Ще вищі теоретичні значення близько 12 000 Вт·г/кг ґрунтуються на розрахунках, які не враховують масу необхідного кисню.
Різниця між теоретичною щільністю енергії та характеристиками акумулятора, готового до використання в автомобілях, є значною, що підтверджують поточні лабораторні результати. У 2024 році дослідники з Університету Цзілінь та Китайської академії наук досягли показників 757,5 Вт·год/кг та 241 цикл зарядки за визначених лабораторних умов за допомогою літій-повітряного акумулятора типу пауч.
Літій-повітряні акумулятори CATL все ще стикаються з викликами
Ще один підхід походить від Національної лабораторії Аргонн та Інституту технологій штату Іллінойс. Твердотільний літій-повітряний акумулятор, представлений у 2023 році, пройшов щонайменше 1 000 циклів зарядки та розрядки при кімнатній температурі. За словами фахівців, архітектура цього акумулятора має теоретичний потенціал близько 1 200 Вт·год/кг. Обидва результати свідчать про прогрес, але не є еквівалентними акумуляторам, схваленим для використання в автомобілях.
Однією з ключових проблем залишається постачання повітря. Акумулятор потребує кисню, тоді як вологу та вуглекислий газ необхідно надійно утримувати ззовні. Обидві ці речовини можуть спричинити небажані хімічні реакції, які пошкоджують електроди та електроліти. Тому транспортний засіб потребує системи контрольованого постачання повітря з фільтрацією та регулюванням вологості. Це додаткове обладнання, у свою чергу, збільшує вагу, потреби в просторі та споживання енергії. Інші нерозв’язані або лише частково вирішені проблеми включають стабільність під час циклів, ефективність заряджання та стабільність анода з літію-металу.
Продукти реакції в катоді також є проблематичними. Пероксид літію може осідати в порах, ускладнюючи транспортування кисню. Під час заряджання його необхідно повністю видалити, щоб уникнути побічних реакцій, які пошкоджують електроліт чи електроди.
Лише висока специфічна енергія не є достатньою для використання в електромобілях. Вирішальну роль також відіграють об’ємна енергетична щільність, потужність, можливість швидкого заряджання, безпека, термін служби та вага всієї системи. Тому часто згадувані 2 000 км на одному заряді наразі не можна застосовувати до конкретного автомобіля.
CATL одночасно працює над значно більш готовими до використання на ринку технологіями. Акумулятори на натрієво-іонних елементах та твердотільні елементи знаходяться на значно більш пізніх етапах у їхній стратегії розвитку. Водночас CATL вже є очевидним лідером ринку з уже існуючими літієво-іонними системами. За даними SNE Research, протягом перших дев’яти місяців 2026 року компанія встановила акумуляторну потужність у розмірі 143,7 ГВт·г поза Китаєм, досягнувши частки ринку 33,7 відсотка.
Текуща тенденція до використання технології LFP також демонструє, наскільки стрімко розвивається ринок акумуляторів завдяки вже існуючим хімічним формулам елементів. За даними SNE Research, частка LFP на ринку поза Китаєм зросла з 15,8 до 27,7 відсотка протягом одного року. Особливо від цього розвитку отримують користь китайські виробники.
Ця технологія залишається довгостроковим напрямком досліджень для CATL. Те, чи призведе вона зрештою до електромобілів з дальністю проїзду у чотири цифри, залежить менше від теоретичної енергетичної щільності, а більше від того, чи можна буде вирішити численні хімічні та технічні проблеми для створення довговічної, безпечної та доступної за ціною системи акумуляторів.