Говоря о особенностях электромобилей, многие акцентируют внимание на недостатках их батарей. Замечание, конечно, объективное. Они дорогие, долго заряжаются, боятся сильных морозов. Однако не многие вспоминают то, что эти батареи с каждым годом совершенствуются и при этом дешевеют.
Литий-ионные батареи
Сегодня в электромобилях используются блоки с литий-ионными ячейками (батарейками). И первое, что стоит отметить – потенциал для их улучшения ещё есть. Например, предел энергоёмкости свинцово-кислотных давно достигнут – около 50 Вт⋅ч/кг. Никель-металлогидридные имеют энергоёмкость 90 Вт⋅ч/кг. А вот предельная энергоёмкость литий-ионных аккумуляторов ещё не достигнута. Уже сейчас она превышает 260 Вт⋅ч/кг. Это значит, что при сохранении веса и фактически не изменяемых размерах аккумуляторы с каждым годом смогут хранить всё больше энергии, что будет способствовать увеличению запаса хода электромобилей. Также производителями автомобилей совершенствуются и удешевляются сами аккумуляторные блоки, состоящие из литий-ионных ячеек.
Как снижалась цена на литий-ионные батареи с 2010 по 2018 года можно увидеть на графике представленном в отчёте исследовательской группы Bloomberg.
График показывает, что стоимость аккумуляторов (за 1 кВт⋅ч) за 9 лет упала с 1 160 долларов до 176 долларов. И падение цены продолжается.
Перспективные технологии
Периодически в СМИ появляются новости о перспективной разработке нового типа батарей. Таких новостей тиражируется по несколько в год. И тут же появляются комментарии примерно такого содержания: «Никогда такого не было и вот опять», «Каждый год одно и тоже, и где они?». Но здесь нужно понимать, что с момента создания технологии до промышленного производства уходит много лет. Например, разработку литий-ионных батарей начали в 70-х годах, а их производство началось только в 1991-м году. Если вы видите новость о создании учёными какого-то нового типа аккумуляторных батарей, это значит, что ещё несколько лет они будут изучаться в лабораториях, затем несколько лет будут изучаться созданные прототипы и ещё пару лет уйдёт на тестирование промышленных образцов с последующим запуском их массового производства. То есть с момента появление технологии до запуска промышленного производства может уйти 10 лет и более.
Натрий-ионные аккумуляторы
Натрий-ионные аккумуляторы как раз из тех, что на стадии лабораторной разработки. Хотя в некоторых странах прототипы уже есть. По характеристикам они будут где-то на одном уровне с литий-ионными, но в случае промышленного производства окажутся значительно дешевле.
Графеновые аккумуляторы
Графеновые аккумуляторы перспективны для использования в электромобилях и это уже существующий готовый продукт. Преимущества у них целых три. Первое – больше ресурс. Они выдерживают больше циклов разрядки и зарядки. Второе – они не взрывоопасны. Графеновый аккумулятор можно повредить и он не воспламенится. Третье – быстрая зарядка без страха быстрой деградации батареи. Недостаток в высокой цене.
Пару дней назад китайский автомобильный производитель GAC сообщил о начале тестового использования графеновых аккумуляторов в своих электромобилях. В компании уверяют, что эти аккумуляторы заряжаются до 85% всего за 8 минут.
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы
Китайская компания BYD является крупнейшим производителей электромобилей и электробусов в мире. Своим достижением они считают литий-железо-фосфатный аккумулятор. Во-первых, ему не страшна быстрая зарядка. Во-вторых, не боясь деградации выдерживает большее число циклов зарядки, чем литий-ионный. В-третьих, не воспламеняется при повреждениях.
Уже в этом году DYD запустит в Европе и Китае продажу электромобиля BYD Han EV с литий-железо-фосфатным аккумулятором. Согласно заявленным характеристикам всего 10 минут дают электромобилю 135 км к запасу хода.
У Tesla уже есть что-то интересное
Илон Маск уже давно обещал батарею, которая рассчитана на 1 миллион миль (1 609 344 км) без серьёзной потери энергоёмкости. В конце мая должно пройти мероприятие «Battery Day» (точная дата не назначена из-за пандемии), на котором Илон поделится планами компании и представит новую аккумуляторную батарею. Большой срок службы не единственная особенность этой аккумуляторной батареи. Стоимость батарей преодолела отметку ниже $100 за 1 кВт⋅ч. С учётом стоимости всего аккумуляторного блока, размещаемого в полу электромобиля, 1 кВт⋅ч обойдётся всего в $80! Помните, что в 2018 году это было $176. 1 кВт⋅ч из расчёта стоимости самих ячеек обойдётся вовсе в $60. Производство может быть запущено в конце 2020 года или в начале 2021 года.