Миф и реальность об аккумуляторах для электрокаров | Первый творческий форум ЦРТП

Миф и реальность об аккумуляторах для электрокаров

Кабум

Креатор
Регистрация
17 Июн 2016
Сообщения
133
Реакции
518
«Наука строится из фактов, как дом строится из кирпича; однако накопления фактов не есть наука, так же как груда кирпичей не есть дом». Анри Пуанкаре

Я не случайно привел это высказывание великого французского математика и физика, потому, что сплошь и рядом публикуется масса информации о научных открытиях в разных отраслях народного хозяйства. Наверно Интернет действительно безразмерный и может вместить все. А поскольку моя тематика связана с энергетикой, энергоэффективностью и ВИЭ, то и поговорим об открытиях в разработке новых аккумуляторов для электрокар, которыми пестрят все новости.

Вот одна из новостей… «Твердотельные аккумуляторы – будущее электрокаров? Джон Гуденаф отправит литиево-ионные батареи на свалку».

В Техасском университете, что в Остине (США) группа ученых под руководством одного из отцов-основателей учения о литиево-ионных батареях – 94-летнего профессора Джона Гуденафа – совершила важное открытие. По сути это прорыв с использованием так называемых твердотельных аккумуляторов. Новые батареи дешевле, безопаснее и долговечнее. И, кроме того, они могут похвастать как минимум втрое большей плотностью энергии, чем современные литиево-ионные аналоги.

Только что изобретенные камеры питания могут быть изготовлены из стекла и способны работать при низкой температуре – до -60 градусов по Цельсию. Кроме того, благодаря щелочно-металлическому аноду заряжать батарею можно значительно быстрее, чем литиево-ионный эквивалент, причем без опасности повреждения компонентов и его следствия – короткого замыкания. Еще одним преимуществом твердотельных аккумуляторов является более продолжительный срок службы и большее количество зарядок.

Словом, производители электрокаров в нетерпении потирают руки. Однако на данный момент еще не ясно, на какой стадии находятся исследования, и будет ли батарея готова к массовому производству в ближайшее время.

Вот вторая новость самая свежая… Новые аккумуляторы для электрокара от Fisker заряжаются за одну минуту.

Компания датского дизайнера Хенрика Фискера, ранее собравшаяся конкурировать с Tesla, запатентовала особые твердотельные батареи, пишет Engadget. Сообщается, что они обеспечат запас хода в 800 км, а заряжаться будут за минуту.

Больше года назад дизайнер Хенрик Фискер, нарисовавший в свое время BMW Z8, Aston Martin V8 Vantage и Aston Martin DB9, заявил о планах выпустить дорогой электрический спорткар. Фискер обещал красивый электромобиль EMotion с запасом хода, превышающим 600 км, и максимальной скоростью — 260 км/ч. Но с тех пор ничего, кроме тизеров и моделей, публика не увидела. По последним данным, первый автомобиль марки должны представить в январе 2018 года.

Фискер сразу сообщил, что ему есть, чем отвечать Tesla. Компания, по заявлениям, перерыла огромное количество батарейных технологий и нашла нечто уникальное, что и должно было обеспечить мощность и запас хода. Еще год назад Фискер говорил, что в автомобиле будут не обычные литий-ионные батареи, а особые энергетические элементы с большим содержанием графена. Но подробностей не было. Это были только обещания.

Теперь компания подала патент на свои батареи. Если верить ему, то в Fisker Inc. создали нечто эффективное и твердотельное. Если раньше заявлялось о запасе хода в 640 км, только теперь он увеличен до 800 км. Но самым поразительным параметром является скорость зарядки этой батареи. Она займет 1 минуту. Если параметры окажутся такими же на практике, то патент может стать действительно революционным, и у компании будет важный аргумент в конкурентной борьбе с Tesla.

Для справки.



Схема литий-ионной батареи

Ключевое различие между привычными литий-ионными батареями и твердотельными заключается в том, что литий-ионные батареи используют жидкий электролит (смотри схему), а твердотельные – твердый. Электролит – это токопроводящая смесь веществ, которая обеспечивает течение тока между анодом и катодом («минусом» и «плюсом» внутри батареи). Твердотельные батареи работают по тому же принципу, что и ионные: при зарядке ионы лития перемещаются на катод, откуда при выключении зарядного устройства отправляются в свободное плавание через электролит обратно к аноду, создавая электрический ток.
Изменение в материалах позволяет добиться значительного изменения свойств, в том числе максимального объема, времени зарядки, размера и уровня безопасности. Основные преимущества твердотельных батарей – до 6 раз более быстрая зарядка, удвоение емкости, цикл жизни около 10 лет, невоспламеняющиеся компоненты.

Что на сегодняшний день

Самыми надежными и технологичными аккумуляторами для электрокара на сегодня являются кассета (под днищем автомобиля), собранная из аккумуляторов, типоразмера 18650, емкостью 2900 — 3400 mAh, которые в свое время разработала компания Matsushita/Panasoniс (первые батареи 2900 mAh поставлены в апреле 2006) — heat resistance layer (HRL). Их изобретение, чисто химическая разработка, слой оксида металла для нанесения между пластиковым сепаратором и электролитом катода.

Компания Tesla ничего не могла придумать лучшего и начинает сотрудничество с Panasonic по контракту R&D (с 2008 только как поставщик-клиент). С начала сотрудничества и до 2017 удельный заряд увеличить не удалось.

Подведем небольшой итог. Все новости, в области открытий и «прорывов» в аккумуляторных технологиях пока не имеют реального производства и не представлены на рынке. Говоря словами классика, — из опубликованных фактов, пока нельзя построить современный электрокар. А поскольку все автопроизводители в своих ближайших планах закладывают выпуск гибридного авто и электромобиля, то сегодня уже должен быть представлен реальный емкий и быстрозарядный аккумулятор для электрокара, с параметрами, значительно превышающими представленных образцов на рынке.

Источник:
 
Сверху Снизу