Литийионные аккумуляторы (ЛИА) в эпоху глобальной энерготрансформации и перехода на транспорт с электродвигателем становятся продуктом номер один. Поэтому строительство гигафабрик воспринимается сейчас не просто как масштабирование производства, а как битва за технологическое лидерство. Сердцем гигафабрики, которую строит «Росатом» в Москве, её интеллектуальным и инновационным центром станет научно-исследовательский и опытно-конструкторский центр (R&D-центр), который в сентябре 2026 года начнёт функционировать в пос. Красная Пахра. Именно он станет площадкой по концентрации научных компетенций в области разработок химических источников тока и будет отвечать не только за текущую конкурентоспособность серийной литийионную продукцию «Росатома», но и за её будущее технологическое превосходство.
С 2022 года блок по научно-технической деятельности (БНТД) бизнес-направления «Накопители энергии» (входит в топливный дивизион «Росатома») участвует в создании R&D-центра, отвечая за ключевые позиции: подбор кадров высшей квалификации, выбор современного технологического, исследовательского, аналитического и испытательного оборудования и формирование комплексной программы НИОКР – как на ближайшую, так и на долгосрочную перспективу.
Двойная стратегия: импортозамещение и опережающее развитие
В 2023 году утверждена стратегия, которая чётко определяет задачи предприятий «Росатома» по быстрому запуску крупнотоннажных химических производств компонентов ЛИА на основе адаптированных зарубежных решений и параллельно формирует компетенции для перехода на локальную сырьевую базу при производстве компонентов ЛИА для нужд гигафабрики.
Яркий пример работы по локализации – четыре НИОКР, запущенные в 2025 году с институтами РАН, имеющими собственные инжиниринговые центры и опытно-промышленные участки. К концу 2026 года эти проекты дадут конкретные результаты:
- малотоннажная технология синтеза карбонатных растворителей батарейного качества с производительностью установки не менее 2 л/ч;
- малотоннажная технология синтеза бис-фторсульфонилимида лития (ключевой соли для электролитов) с производительностью пилотной установки не менее 1 кг/ч;
- технология синтеза функциональных добавок для новых электролитных систем и разработка нового состава электролита;
- технология синтеза композиционных анодных материалов и токопроводящих дисперсных углеродных добавок.
При реализации этих проектов потребность гигафабрик будет полностью закрыта.
Александр УгрюмовАлександр Угрюмов, старший вице-президент по научно-технической деятельности АО «ТВЭЛ»:
«Наша цель – не просто повторить существующие на мировом рынке решения, а создать собственную, зачастую более совершенную компонентную базу. Синергия с академическими институтами позволяет нам работать на опережение, закладывая основу для следующих поколений аккумуляторов. Результаты этих НИОКР станут основой для дальнейшего масштабирования технологий и стартовой платформой для перехода к долгосрочным договорам поставки сырья».
Функционал R&D-центра: от идеи до серийного выпуска
R&D-центр при московской гигафабрике «Росатома» проектируется и вводится в эксплуатацию одновременно с основным производственным комплексом – это подчёркивает его интегральную роль. Его функционал можно разделить на несколько ключевых направлений:
1. Изготовление квалификационных партий новых материалов и их апробация для скорейшего внедрения в основное производство.
2. Проведение опытно-технологических работ для отработки и оптимизации процессов с последующим бесшовным переносом на гигафабрику.
3. Постоянное совершенствование производственной технологии для улучшения эксплуатационных характеристик готовой продукции и ключевых инвестиционных показателей завода.
4. Оперативный поиск и тестирование альтернативных материалов для локализации цепочек поставок и снижения себестоимости продукции.
Важно отметить, что наличие развёрнутой исследовательской базы (физико-химические методы контроля, неразрушающий контроль) и интеграция автоматизированной рентгеновской дефектоскопии в технологический процесс производства литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) позволяют проводить:
- контроль дисперсии, пористости и агломерации порошков и электродной пасты на стадии контроля сырья;
- подбор оптимальных режимов каландрирования для достижения баланса между пористостью и толщиной электрода;
- контроль толщины, однородности, отсутствия трещин и комков на стадии нанесения электродных покрытий;
- контроль отсутствия расслоений, загрязнений и влаги при сборке элементов (ячеек);
- контроль дефектов формирования SEI и газовыделения во время первого заряда на стадии формовки и старения;
- подбор предельных значений загрузки материалов и достижение максимальной ёмкости при сохранении рабочей проводимости электрода на стадии нанесения катодной и анодной паст;
- постоянный высокоточный контроль качества сборки (взаимного перекрытия электродов и сепаратора) на стадиях изготовления электродов (вырубка/резка) и сборки электродного блока;
- фиксацию технологического сбоя линии и оперативную корректировку параметров соответствующего узла;
- ультразвуковой контроль равномерной пропитки сепаратора и электродов электролитом на стадиях заливки электролита и герметизации, что даёт объективные данные о динамике процесса и обеспечивает стабильность характеристик аккумулятора;
- на стадии формовки – контроль смоченных зон и толщины электродного блока, поскольку именно формовка оказывает определяющее влияние на качество и работоспособность аккумулятора.
Всеволод ВороновВсеволод Воронов, заместитель генерального директора по научно-технической деятельности бизнес-направления «Накопители энергии»:
«Мы создаём не изолированную лабораторию, а глубоко интегрированную в производство структуру. Большинство переделов R&D-центра, таких как аналитика и входной контроль материалов, – общие с производством. При этом критически важные участки, например, технологические переделы, размещены в "сухой зоне" с жёстким контролем влажности и температуры. Это обеспечивает воспроизводимость экспериментов и высочайшее качество прототипов».
Взгляд в будущее: твердотельные аккумуляторы и валидация на оборудовании гигафабрик
R&D-центр предназначен не только для решения текущих задач. В его стенах уже подготовлена площадка для исследований аккумуляторных технологий следующих поколений – полутвердотельных и твердотельных металл-ионных аккумуляторов.
Кроме того, актуализирована линейка типоразмеров ячеек, включая самые современные и перспективные: цилиндрическую ячейку диаметром 46 мм, призматические, включая «blade», и формат VDA для ячеек типа «пауч».
Здесь же будет решаться ещё одна критически важная задача – валидация новых материалов и технологий на аккумуляторах, собранных на оборудовании, идентичном тому, что работает на гигафабриках. Это позволяет снимать технологические и финансовые риски до принятия дорогостоящих решений о перевооружении основных производственных линий.
И наконец, R&D-центр будет выполнять функцию «технического детектива»: анализ рекламаций и поиск глубинных причин неисправностей на уровне аккумулятора. Это напрямую влияет на качество и репутацию продукции.
Статус технологического лидера R&D-центр «Росатома» обеспечивает себе именно таким комплексным подходом: глубокая интеграция с производством, работа над локализацией и снижением затрат, опережающие исследования технологий следующего поколения и создание замкнутого контура обратной связи «разработка-производство-качество». Это делает его не просто лабораторией, а ключевым активом и драйвером технологического развития не только для «Росатома», но и для всей отечественной аккумуляторной отрасли.
