Импортозамещение по литий-ионным аккумуляторам для приборов и оборудования

• Свобода от импорта
• Типы российских Li-ion аккумуляторов
• Li-ion аккумуляторы из Ельца – АО «Энергия»
• Li-ion аккумуляторы от «Росэлектроники»
• Батареи для ноутбуков
• Литиевые АКБ для электромобилей
• Проблемы и способы их решения
• Выводы

Литий-ионные аккумуляторы активно используются во всех сферах: в быту и строительстве, медицине и робототехнике, рекламе и дизайне, электротехнической и транспортной отрасли. Компактные и емкие, эти источники тока прочно вошли в нашу жизнь, сделали ее более комфортной и интересной. Они сопровождают нас везде – от карманных фонариков, смартфонов и ноутбуков до тяговых АКБ на электротранспорте, систем автономного питания и резервного электроснабжения.

Свобода от импорта

Собственное производство энергоемких Li-ion аккумуляторов – стратегическая задача для нашей страны. Чтобы не зависеть от импорта, нужно самостоятельно производить химические источники тока, способные полностью заменить зарубежные аналоги. В соответствии с программой импортозамещения российские производители занялись самостоятельной разработкой и изготовлением Li-ion аккумуляторов. Среди них:

• АО «Энергия»;
• ООО «Рэнера»;
• холдинг «Росэлектроника»;
• ООО «Системы автономной энергии»;
• ООО «ПДА ПАРТ»;
• ГК «Лиотех» и др.

И хотя импортные элементы питания пока доминируют на рынке, в продаже все чаще встречаются достойные отечественные аналоги. Благодаря им уже сейчас обеспечивается частичное импортозамещение по литий-ионным аккумуляторам для приборов и оборудования. Это важное достижение для развития и совершенствования электронной компонентной базы в России. Развитию аккумуляторной отрасли в нашей стране способствуют активные инвестиции, государственная поддержка и существенный спрос на продукцию.

Типы российских Li-ion аккумуляторов

В рамках программы импортозамещения российские компании производят Li-ion аккумуляторы и батареи для целевых устройств, разных приборов и оборудования. Создаваемые ими источники питания полностью унифицированы с зарубежными аналогами, которыми прежде оснащались многие устройства. Поэтому для замены импортных АКБ российскими аналогами не приходится переделывать или модернизировать оборудование.

На заводах в РФ производятся элементы питания разных размеров, емкости и номинального напряжения. Это позволяет подобрать взаимозаменяемые аккумуляторы практически для любых приборов, оборудования и техники. К тому же, из отдельных элементов питания можно собрать аккумуляторные батареи практически любого вольтажа и емкости.

Li-ion аккумуляторы из Ельца – АО «Энергия»

В городе Елец Липецкой области есть предприятие с собственной научной базой и большими производственными мощностями – АО «Энергия». Здесь успешно осваивают новые материалы и технологии, создают инновационные изделия и усовершенствованные источники тока. И уже несколько лет производят отечественные Li-ion аккумуляторы, например:

1. Ячейки форм-фактора 18650 с разными вариантами используемой химии – литий-кобальтовые элементы ICR (3,7 В) и литий-марганец-никелевые INR (3,6 В). К моделям первого подвида относятся аккумуляторы ЛИЦ-2.2 (емкость 2200 мА·ч, разрядные токи до 5С, что соответствует 11 А) и ЛИЦ-2.6 (2600 мА·ч, токи разряда до 3С, т.е. до 7,8 А). К моделям INR технологии относятся ячейки ЛИЦ-1.5 (1500 мА·ч, токоотдача до 20 С, что соответствует 30 А) и ЛИЦ-3.0 (3000 мА·ч, до 2С, т.е. до 6 А). Ресурс этих элементов питания – свыше 500 циклов. Допустимые температуры при разряде – от -20 до +60 °С, при заряде – от 0 до +45 °С.
2. Аккумуляторы ICR типоразмера 14510 – емкостью 750 мА·ч, номинальным напряжением 3,7 В и током разряда 0,75 А. Их ресурс составляет 500 циклов, а диапазон рабочих температур – от -30 до +50 °С. Заряжать их разрешается при температуре от -10 до +50 °С.
3. Цилиндрические ячейки типоразмера 21700 – емкостью 5000 мА·ч, номинальным напряжением 3,6 В, токоотдачей до 3С (15 А), рабочей температурой от-20 до +60 °С и наработкой свыше 500 циклов. Заряжать их можно при температуре от 0 до +45 °С.
4. Литий-полимерные аккумуляторы серии ЛИА – в разных размеров и вариантах емкости, с номинальным напряжением 3,7 В и диапазоном рабочих температур от -30 (у некоторых моделей – от -40) до +50 °С.
5. Литий-железо-фосфатные призматические элементы – ЛИП 72 и ЛИП 100. Они имеют напряжение 3,2 В и емкость 72 или 100 А·ч, ресурс не менее 3000 циклов и рабочую температуру (при разряде) от -20 до +55 °С. При заряде допустимы температуры от 0 до +55 °С.

Li-ion аккумуляторы от «Росэлектроники»

Специалисты холдинга «Росэлектроника» и НПО «Импульс», входящих в состав государственной корпорации «Ростех», разработали морозостойкие литий-ионные аккумуляторы. Они способны работать и при жаре до +50 °С, и при морозе до -50 °С без значительного снижения емкости. Разработчики убеждены, что их новое изобретение подходит даже для использования в Арктике, а при дополнении защитой от радиации – и в космосе.

Согласно проведенным испытаниям, ресурс у новинки также хорош – 2700 циклов и еще больше при использовании в щадящих условиях. В 2022 году разработка поступила в производство на заводе «Импульса» в Санкт-Петербурге. Благодаря таким изобретениям перспективы импортозамещения Li-ion аккумуляторов видятся вполне реальными и достижимыми.

Батареи для ноутбуков

По официальной информации, в 2023 году российская ГК Option намерена построить завод по производству ноутбуков в Ростове-на-Дону. В рамках проекта планируется наладить собственное производство Li-ion батарей, чтобы исключить зависимость от импортных поставок и обеспечить предприятию технологический суверенитет. Большинство комплектующих и ПО также будут российского производства.

Литиевые АКБ для электромобилей

В городе Неман Калининградской области стартовало строительство гигафабрики по изготовлению АКБ для электромобилей. Этот проект государственной корпорации «Росатом» имеет большое импортозамещающее значение, т.к. способен по максимуму удовлетворить потребности нашего рынка в Li-ion аккумуляторах. Ожидается, что высокотехнологичный завод начнет выпускать накопители энергии в 2025 году и ежегодно будет предоставлять батареи для 50 000 электромобилей. Реализацией проекта занимается компания «Рэнера».

Проблемы и способы их решения

Конечно, полное импортозамещение по литий-ионным аккумуляторам – задача непростая. Основными трудностями при ее реализации являются:

1. Необходимость больших инвестиций для строительства крупных высокотехнологичных предприятий.
2. Высокие цены на оборудование и материалы, повышающие себестоимость продукции.
3. Зависимость от поставок лития.

Основная добыча карбоната лития сосредоточена за рубежом. Этот материал добывают в Боливии (основной российский поставщик), Чили, Аргентине, Китае, Австралии. Из-за перебоев с поставками сырья на перерабатывающих предприятиях в России может возникнуть его критический дефицит. Для решения этой проблемы сейчас разрабатываются месторождения лития в Сибири и Заполярье, а также ведутся работы по добыче лития из отработанных Li-ion аккумуляторов и отходов флюоритных месторождений.

Выводы

Чтобы в полной мере реализовать политику импортозамещения по литий-ионным аккумуляторам, России нужно иметь собственное литиевое сырье. В таком случае перерабатывающие предприятия в Тульской области, Красноярске, Новосибирске и других городах не будут зависеть от импорта, и можно будет говорить о полном цикле производства Li-ion аккумуляторов в России.

Уже сейчас многие российские предприятия имеют собственные производственные линии и выпускают литий-ионные элементы питания с хорошими характеристиками. Но сырье и расходники они преимущественно закупают в Китае. Поэтому для полноценного импортозамещения России важно наладить производство собственного литиевого сырья, корпусов ячеек и остальных компонентов. В то же время ведутся работы по замене литиевых элементов питания альтернативными изобретениями.

В предыдущей статье блога VirtusTec мы рассказали о том, как сделать самодельную батарейку или аккумулятор.