БАТАРЕИ С ЗАРЯДКОЙ ЗА 1 МИНУТУ: МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ

08.05.2018

Дизайнер Хенрик Фискер, собравшийся конкурировать с Tesla, запатентовал особые твердотельные батареи, которые обеспечат запас хода в 800 км, а заряжаться будут за минуту.

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

Компания, по заявлениям, нашла нечто уникальное, что и должно было обеспечить мощность и запас хода. Ещё год назад Фискер говорил, что в автомобиле будут не обычные литий-ионные батареи, а особые энергетические элементы с большим содержанием графена.

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, теперь он увеличен до 800 км. Но самым поразительным параметром является скорость зарядки этой батареи - 1 минута. Если параметры окажутся такими же на практике, то патент может стать действительно революционным, и у компании будет важный аргумент в конкурентной борьбе с Tesla.

Fisker объективно очень маленькая компания, и сейчас её амбиции кажутся нереализуемыми. Но история с батареями вполне может оказаться правдивой. Дело в том, что в компании над ними работает сооснователь стартапа Sakti3, который именно за разработки в области твердотельных батарей в 2015 году купила компания Dyson, заплатив $90 млн. Если не получится с выпуском спорткаров, Фискер сможет продавать батареи сторонним компаниям.

Твердотельные батареи — перспективное направление для автоиндустрии. Ожидается, что они смогут решить основные проблемы электрокаров — долгая зарядка и малый запас хода. Плотность твердотельных батарей Фискера будет в 2,5 раза выше традиционных литий-ионных.

Статья больше похожа на заявление и в ней логично говорить о двух вещах: первая – машина и её пробег, вторая – технология твердотельных аккумуляторных батарей. На сегодняшний день вполне возможно разогнать Tesla до 800 км пробега, добавив лишь дополнительный аккумулятор. Необходимо понимать, что цифра сама по себе ничего не значит, т.к. неясна мощность двигателя, масса машины и количество людей, которые могут в ней размещаться.
 
На что действительно нужно обратить внимание, так это то, что ребята хотят делать аккумуляторные батареи с увеличенной энергоёмкостью на основе твердотельной технологии. Технология не нова, о ней говорят вслух более 10 лет, а патенты появились уже 2-3 года назад, причём у серьёзных игроков на рынке.
 
Сама по себе твердотельная технология подразумевает отказ от жидкостного электролита, который сейчас используется в аккумуляторах. Именно этот электролит является одним из критических компонентов батареи, т.к. он пожароопасен. Твердотельные аккумуляторы не обладают таким свойством и не горят.
 
Ребята говорят, что в качестве анода они хотят использовать графен. Графен обладает хорошими свойствами и может быстро принимать литий, что позволяет его быстро заряжать. На самом деле это не лучший анодный материал для твердотельных аккумуляторов. В них одной из ключевых особенностей является применение неорганического ионного электролита на основе определённого состава кристаллов. Это материал с очень высокой ионной проводимостью лития. Чаще всего в качестве катода хотят использовать именно чистый литий или чистый натрий. Применение катода в виде чистого лития позволяет увеличить энергоёмкость катода с 160-180 миллиампер-час на килограмм до 4200 миллиампер-час на килограмм – т.е. фактически в 30 (!) раз.
 
С другой стороны, принимая во внимание тот факт, что у этих компонентов очень высокая ионная проводимость, то и аноды возможно использовать другие, в частности серу. О ней говорил Джон Гуденаф в своей работе в феврале прошлого года (Джон Гуденаф - американский учёный, специалист в области физики и материаловедения, лауреат многих престижных премий. Предложил кобальтит лития (LixCoO2) в качестве катода в литий-ионном аккумуляторе). Получается, что с точки зрения технологического подхода, заявленного в данной статье, разработчики ближе к коммерциализации. Потому они и говорят о переходе с 600 на 800 километров, т.е. 30% увеличения ёмкости.
 
Больше впечатляет зарядка за 1 минуту. Возьмём Tesla, у которой энергоёмкость батареи около 100 киловатт-час, и сопоставим с заявлением о том, что машина проедет на 30% больше, т.е. на 200 км. Даже при 130 киловатт-час мощность зарядной установки при максимальном доступном напряжении сети в 380 вольт, ток будет составлять уже 340 ампер. Это значит, что сечение проводов будет толщиной с большой палец, т.е. сечение будет порядка 3-х квадратных сантиметров. Разработчики утверждают, что такую батарейку они смогут зарядить за минуту, а это значит в 60 раз быстрее, чем батарейку Tesla. Получается, что тока должны идти количеством в 20 000 ампер при 380 вольтах – весьма и весьма спорный вопрос. При 20 000 ампер, мощность самой зарядной установки должна быть 7,8 мегаватт, что возможно только при питании её от электростанции!

На текущий момент правдоподобной «скоростью заряда» батареи за 1 минуту при таких энергоёмкостях возможна только с заменой батареи.

Автор статьи: Александр Логинов 

Присоединяйтесь к нам:

Facebook: Энергоэлемент facebook.com/energoelement/

Instagram: energo-element

Вконтакте: vk.com/energoelement2010

Telegram: Энергоэлемент t.me/energoelement

Twitter: Энергоэлемент @energoelement

Одноклассники: group/53724617703565

YouTube: ООО Энергоэлемент