Революционная технология аккумуляторов для электромобилей, о которой вы никогда не слышали

Благодаря этим разработкам увеличенный срок службы, больший запас хода и повышенная безопасность аккумуляторов для электромобилей заманчиво близки.

Технология аккумуляторов быстро развивается: различные химические элементы и технологии зарядки потенциально могут совершить революцию в электромобилях (EV) в течение нескольких лет.

Вот краткое изложение некоторых из этих революционных технологий: от новых материалов для аккумуляторов до робототехники с искусственным интеллектом для более безопасной и быстрой разборки аккумуляторов.

В большинстве современных аккумуляторов для электромобилей в 2023 году будут использоваться литий-ионные элементы с различной конструкцией элементов и сочетанием металлов. Но почти во всех из них используется графитовый анод, который является одним из факторов, вызывающих ухудшение характеристик литий-ионных аккумуляторов с течением времени и циклов зарядки.

Теперь кремниевые аноды считаются одним из больших технических достижений, которые действительно могут улучшить срок службы и производительность аккумуляторов. С кремниевыми анодами для батарей экспериментируют с 1970-х годов. Но за последние несколько лет литий-кремниевые батареи совершили огромный скачок, поскольку становится все более важным повышать скорость зарядки батарей, долговечность их работы и плотность энергии элементов.

Стоит уточнить, что литий-кремниевые батареи (как они становятся известны) являются суббрендом литий-ионных и поэтому по-прежнему основаны на труднодоступных металлах, таких как кобальт и никель, но кремниевый анодный материал может изменить Скорость зарядки и срок службы аккумулятора.

Компания StoreDot базируется в Израиле и уже более 10 лет находится на вершине разработки кремниевых анодов, пользуясь тесными связями с Daimler и Volvo. Недавно компания совершила прорыв, выпустив литий-кремниевую батарею «100 в 5», которая способна заряжать скорость 100 миль за пять минут зарядки (или 10-80% примерно за 10 минут для батареи емкостью 75 кВтч), но также доказала свою эффективность. иметь превосходное долголетие.

Испытания показали, что батарею StoreDot можно сверхбыстро заряжать на 10–80 % с помощью зарядного устройства мощностью 350 кВт, а затем быстро разряжать в течение часа перед очередной сверхбыстрой зарядкой, и так 1000 раз, прежде чем батарея начнет работать. деградирует до 80% от того, что было в новом состоянии, демонстрируя гораздо большую долговечность в таких экстремальных условиях зарядки, чем традиционный графитовый анод.

«Мы были так рады получить образцы аккумуляторов 100 из 5 для наших партнеров», — сказал мне Дорон Майерсдорф, генеральный директор StoreDot. «Это [батарея 100-в-5] — то, что раньше считалось невозможным.

«Все эксперты, которые посещали нас много лет назад и говорили нам, что эту сверхбыструю зарядку батареи невозможно осуществить из-за сопротивления, нагрева и т. д. — тем не менее, нам удалось создать батарею, которая имеет гораздо меньшее сопротивление и может заряжаться очень безопасно, многократно, в течение длительного времени. Дальность действия 100 миль менее чем за пять минут».

Как и у любой технологии, у кремния есть свои недостатки: он склонен к значительному объемному расширению при нагревании во время зарядки. Майерсдорф описал, как батарея 100-в-5 «использует углеродную трехмерную структуру, почти подобную губке, в каналы которой встроен кремний. Когда ионы попадают в эти каналы во время зарядки, они раздувают наноразмерные частицы кремния, но не раздувается за пределами трехмерной структуры. Именно так мы безопасно используем кремний, не платя за это расширение».

Ожидайте увидеть эту новую технологию кремниевых аккумуляторов на рынке электромобилей премиум-класса в течение следующих нескольких лет.

Мало кто знает, что безкобальтовые аккумуляторы уже используются и уже много лет в большом количестве используются в секторе коммерческого транспорта. Теперь, с развитием безкобальтовых литий-железо-фосфатных батарей (LFP), они также станут долгожданной особенностью пассажирских электромобилей и уже широко используются Tesla, MG и BYD.

Технология LFP существует уже много лет, но тот факт, что она не может удерживать столько же энергии, как литий-ионные батареи, означает, что большинство производителей вместо этого сосредоточились на этом, и это стало нормой.

Но в Китае разработка аккумуляторов LFP продолжалась в течение последних нескольких десятилетий, и сейчас они используются почти в половине продаваемых там электромобилей. Китайские производители BYD и SAIC (который владеет брендом MG), а также Tesla в своей стандартной линейке Model 3 предлагают батареи LFP с потенциалом дальности действия, аналогичным литий-ионным батареям, поэтому ожидайте увидеть гораздо больше батарей LFP в будущем.