Elektriautod, mille sõiduulatus ületab 1,000 kilomeetrit, laadimiskiirus on võrreldav tankimisega ja tuleohtude praktiliselt kõrvaldamine – need kunagi ambitsioonikad eesmärgid on saamas reaalsuseks tänu masstootmisele ja pooltahkete akude integreerimisele. 2025. aasta augustis teatas SAIC MG täiesti uue MG4 eelmüügist, mille ühes variandis on maailma esimene masstootmises olev pooltahke aku. See tähistab akutehnoloogia ametlikku üleminekut vedelakude ajastult pooltahkete akude ajastule. Lisaks SAIC-ile on ka sellised kaubamärgid nagu NIO ET9 ja Lynk & Co Zhi Guang kavandanud variante, mis kasutavad pooltahkeid akusid. Akude tööstuse konkurentsimaastik on läbimas ümberkujunemise perioodi.

Mis on pooltahke aku?

Pooltahkes olekus aku kasutab hübriidset tahke-vedela elektrolüüti. See elektrolüüt paikneb vedela ja tahke oleku vahel ning omab nii voolavuse kui ka tahke oleku omadusi. Täpsemalt öeldes vähendatakse kohapealse tahkestamisprotsessi abil vedela elektrolüüdi sisaldust 5–10%-ni, ülejäänud osa moodustab tahke aine. See konstruktsioon säilitab ioonjuhtivuse efektiivsuse, suurendades samal ajal oluliselt ohutust ja energiatihedust.

Selle tööpõhimõte sarnaneb tavaliste liitiumioonakudega: laadimise ajal eralduvad liitiumioonid katoodilt ja liiguvad läbi pooltahke elektrolüüdi anoodile; tühjenemisprotsess pöörab selle ümber. Elektronid voolavad läbi välise vooluringi, moodustades voolu, mis võimaldab elektrienergia salvestamist ja vabastamist.

Pooltahkete ja tahkispatareide erinevus

Tahkisolekakud koosnevad kõigist tahketest materjalidest valmistatud komponentidest. Pooltahked akud seevastu kasutavad hübriidset tahke-vedela elektrolüüti, mis erineb nii tavapärastest vedelakudest kui ka ei kujuta endast üleminekuetappi täielikule tahkistehnoloogiale. Nagu rõhutas Hiina Rahva Poliitilise Konsultatiivkonverentsi riikliku komitee alalise komitee liige Miao Wei: „Pooltahked akud jäävad vedelakudesse ja neid ei tohiks tahkisakudega segi ajada.“

Mis puutub energiatihedusse, siis pooltahkete akude energiatihedus on tavaliselt 350–400 Wh/kg, samas kui täistahkete akude puhul on see teoreetiliselt üle 500 Wh/kg. Ohutuse osas välistavad täistahkete akude puhul põhimõtteliselt termilise läbimurde riskid, eemaldades täielikult vedelad elektrolüüdid. Seevastu, kuigi pooltahkete akude ohutus on märkimisväärselt suurem, on neil äärmuslikes tingimustes siiski teatud ohud.

Sellest hoolimata on pooltahketel akudel praktilised eelised nii kulude kui ka tootmisprotsesside osas. Nende puhul saab kasutada ligikaudu 70% olemasolevatest vedelkütuse akude tootmisseadmetest, kusjuures ümberehituskulud moodustavad vaid 20% täistahkisakude omast. See kulutõhusus on võtmetegur nende varasemal üleminekul masstootmisele.

Masstootmise ajajoon: pooltahketest juhtmetest, täistahketest faasidest järgnevad

Kuna pooltahkete akude masstootmine on alanud, on tööstuse tähelepanu nihkunud täistahkis-akude kasutuselevõtu ajakavale. Mitmed eksperdid väidavad, et täistahkis-akude tõeliselt laiaulatuslik masstootmine on veel mitme aasta kaugusel. Ettevõtted, sealhulgas CATL, BYD ja Guoxuan High-Tech, on alustanud pilootprojekte ning esialgne sõidukite integreerimise verifitseerimine on oodata umbes 2027. aastal. Välismaised hiiglased, nagu Toyota ja Samsung SDI, seavad 2027. aasta samuti pöördelise verstapostina eesmärgiks.

Hiina täisahelaline tööstuspaigutus

See akude revolutsioon ulatub autotootjatest ja akutootjatest kaugemale, edendades uuendusi kogu tarneahelas. Elektrolüütidest ja elektroodimaterjalidest kuni energia salvestamise ja süsteemide integreerimiseni otsivad ettevõtted uusi läbimurdeid.

Shanghai Huijue tehnoloogiagrupp mängib selles protsessis aktiivset rolli. Olulise kodumaise tegijana energia salvestamise ja elektrilahenduste valdkonnas on Huijue'l ulatuslikud kogemused vedelikjahutusega energia salvestamise, elamute fotogalvaaniliste salvestussüsteemide ja hajutatud energia valdkonnas. Pooltahkete ja tulevaste täistahkisakude laieneva kasutamise tõttu uurib Huijue, kuidas integreerida neid uudseid akutehnoloogiaid energiasalvestussüsteemidesse, et parandada nii ohutust kui ka energiatihedust. Märkimisväärselt reklaamib Huijue aktiivselt ka tuule-päikese hübriidlahendusi elamute energiasüsteemidele, pakkudes kohandatavaid valikuid, et anda kasutajatele energiaülemineku ajal suurem valikuvõimalus. On ette näha, et Huijue areneb kaugemale pelgalt energiasalvestussüsteemide pakkujast, positsioneerides end järgmise põlvkonna akutehnoloogiate praktilise rakendamise peamise võimaldajana.

Pooltahkete akude üleminekuväärtus

Lühiajalises perspektiivis on pooltahketest akudest saamas turu põhivaldkond järgmise viie aasta jooksul. Need pakuvad optimaalset tasakaalu energiatiheduse, ohutuse ja kulude vahel ning koguvad samal ajal väärtuslikku industrialiseerimiskogemust täistahkete akude edasiseks arendamiseks. Juhtivad ettevõtted nagu Guoxuan High-Tech, Farasis Energy ja CATL on kõik teatanud järgmise põlvkonna pooltahkete akude masstootmise plaanidest, samas kui süsteemiintegraatorid nagu Huijue uurivad aktiivselt oma rakendusvõimalusi.

Tulevikku vaadates

Pärast 2030. aastat, kui täielikult tahkisakud järk-järgult kommertsialiseeruvad, läbivad nii elektriautode kui ka energia salvestamise tööstusharud murrangulised muutused. Selleks ajaks saavad reaalsuseks üle 1,000 kilomeetri läbitav sõiduulatus, erakordne ohutus ja bensiinimootoriga sarnased kiirlaadimise kogemused. Pooltahkisakude masstootmine ei ole mitte ainult verstapost elektriakude arengus, vaid ka oluline eelmäng laiemale energiarevolutsioonile.