Новые аккумуляторы, которые заставят вас поверить в электромобили

Новые батареи, которые когда-то были просто научными проектами, в скором времени перевернут представление об электромобилях. Увеличенный запас хода, быстрая зарядка, меньшая деградация и более низкая цена. Вот и все, что новые аккумуляторные технологии должны привнести в электромобили. И хотя с практической точки зрения меня больше радуют такие разработки в области зарядки, как недавнее расширение GM за счет Pilot и EVgo или Tesla Superchargers, охватывающие весь мир, вот некоторые новые аккумуляторные технологии, которые являются сильными соперниками моего энтузиазма.

Как правило, в литий-ионных батареях используются редкоземельные материалы, такие как кобальт и, конечно же, литий. В отличие от них, органические батареи используют элементы природного происхождения, такие как углерод, водород, азот и кислород, которых в природе предостаточно.

Литий-ионным батареям еще есть куда развиваться

Компания Sila Nanotechnologies заменяет графитовый анод, который составляет большую часть массы и около 15% веса современных литий-ионных батарей, на кремний, который, как она утверждает, позволит увеличить плотность энергии на 20-40%, а также ускорить зарядку. Похоже, что Mercedes станет первым клиентом, который предложит технологию Sila в качестве эксклюзивной опции в новом электромобиле EQG в 2025 году. Плотность энергии особенно важна для тяжелых автомобилей, таких как EQG, поскольку их малый вес усиливает недостатки нынешних батарей, которые должны быть большими и тяжелыми, чтобы переместить что-то большое и тяжелое даже на приличное количество миль, что создает определенный неблагоприятный цикл. Group 14 - еще одна компания, за которой стоит понаблюдать в деле соединения кремния и лития, а ее ведущим партнером является Porsche. OneD реализует стратегию выращивания кремниевых нанопроводов на графитовом аноде литиевой батареи. Все эти подходы используют хорошие характеристики и широкое признание технологий литиевых батарей для быстрого продвижения на рынок.

Натриево-ионные батареи

В Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории недавно объявили о прорыве в технологии натриево-ионных батарей, которые обещают способны выдерживать перепады температур, которые мешают современным батареям EV, заряжаться много раз без деградации. В лаюоратории говорят, что нашли способ укротить нестабильные аспекты технологии ионно-натриевых батарей, но все еще необходимо решить проблему значительно более низкой плотности энергии по сравнению с литий-ионными. В качестве бонуса исследователи считают, что им удастся уменьшить или удалить из формулы кобальт - спорный и токсичный элемент в современных батареях EV.

Твердотельные батареи

Технология твердотельных батарей названа правильно. Она обычно относится к батареям, изготовленным из плотно спрессованных твердых материалов, а не из мягкого материала, из которого состоят типичные литиевые батареи. Тот факт, что твердотельная батарея состоит из твердых материалов в жесткой упаковке, не является причиной ее лучшей работы, но это простой способ описать конструкцию, которая обещает много преимуществ. Большая плотность энергии. Это может привести к созданию EV с гораздо большим запасом хода от батареи того же размера или с сегодняшним запасом хода от гораздо меньшей и более дешевой батареи завтра. Последний вариант, на мой взгляд, является более преобразующим. Более быстрая зарядка. В то время как полная зарядка менее чем за 30 минут сегодня является скорее исключением, твердотельные батареи нацелены на это как само собой разумеющееся. Короткое время зарядки способно изменить все представление об электромобилях. Более длительный срок службы. Твердотельные технологии являются ключевой частью плана GM по созданию батареи с ресурсом в миллион миль. Термическая стабильность. Твердотельные конструкции обещают низкую или нулевую вероятность теплового разряда, что сделало современные литиевые батареи синонимом пожароопасности. Считается, что кремниевые батареи, подобные упомянутым ранее, также в значительной степени устраняют эту проблему.

Кто в очереди на создание этого волшебства?

В последнее время компания Solid Power привлекла к себе внимание, объявив о начале мелкосерийного производства при поддержке компаний Ford и BMW. Примечательно, что производство может осуществляться на линиях, где сегодня производятся обычные литий-ионные батареи, что является потенциально огромным промышленным преимуществом. Массовое производство может начаться уже в 2024 году. Пожалуй, самой обсуждаемой компанией стала QuantumScape при поддержке VW, которая заявила, что ее технология является «наиболее перспективным подходом к электромобилям будущего». Компания QuantumScape разработала керамический сепаратор между анодом и катодом, который помогает ее батареям заряжаться с 10% до 80% менее чем за 15 минут, при этом батарея практически не теряет емкости после многократных зарядов. Nikkei недавно сообщила, что Toyota является мировым лидером в патентах на твердотельные батареи и заявила, что к 2025 году выпустит ограниченное количество автомобилей, использующих эту технологию. Новичок в области электромобилей Vinfast недавно обязался инвестировать средства в производителя твердотельных батарей ProLogium для создания батарей, которые могут быть установлены в электромобилях вьетнамского производителя к 2024 году.