Одним из сдерживающих факторов в развитии электромобилей являются аккумуляторы. И хотя в последнее десятилетие был достигнут существенный прогресс, все же современные батареи имеют немало слабых мест.
Главными недостатками литий-ионного аккумулятора считаются:
❌ относительная дороговизна
❌ небезграничный диапазон рабочих температур (от -20 до + 50 С)
❌ взрывоопасность при повреждении корпуса проколе или другом нарушении герметичности
❌ зависимость срока службы от времени, а не от числа циклов разрядки, что с течением времени приводит к потере емкости.
Нет сомнений, если промышленность смогла бы по разумной цене предложить аккумулятор, который, с одной стороны, имеет длительный срок службы, а с другой – способен быстро заряжаться, то это стало бы значимым драйвером рынка электромобилей.
Одно из возможных решений – это использование твердотельного литий-металлического аккумулятора вместо традиционного литий-ионного.
Его плюсами являются:
✅ низкая стоимость (при наличии подходящих недорогих деталей литий-металлические аккумуляторные батареи могут стоить 100 долларов за киловатт-час)
✅ безопасность в использовании (в батареи между анодом и катодом размещены различные материалы разной стабильности, они не дают дендритам лития пробить барьер, разделяющий анод и катод, и вызвать короткое замыкание или даже возгорание батареи)
✅ содержит значительно большее количество энергии при аналогичном объеме
✅ быстрая зарядка.
Доцент кафедры материаловедения Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) Синь Ли говорит, что проведенные ими исследования доказали – твердотельная батарея может фундаментально отличаться от сегодняшних, коммерчески используемых литий-ионных батарей, и способна обеспечить характеристики нового уровня.
Ли и его команда утверждают, что разработали твердотельную литий-металлическую батарею, которая выдерживает не менее 10 тысяч циклов заряда-разряда, при этом заряжаясь при высокой плотности тока за 10-20 мин. Срок жизни такой аккумуляторной батареи может составлять от 10 до 15 лет – т.е. в большинстве случаев это означает, что замены аккумуляторов не потребуется на протяжении всей жизни машины.
Материал предоставлен аналитиками НТИ «Автонет»
НТИ «Автонет» занимается поиском перспективных проектов в области транспортных телематических и информационных систем, а также транспортных и транспортно - логистических сервисов по новым бизнес – моделям.