Китайская компания CALT представила аккумулятор Shenxing, который позволит заряжать электромобили еще быстрее. Чем новая батарея лучше стандартной литий-ионной — в материале «РБК Трендов»
Аккумуляторы в электромобилях
Существует несколько типов аккумуляторов, которые используются в электромобилях: свинцово-кислотные, никель-металлогидридные, никель-солевые и самые популярные — литий-ионные, потому что они хранят больше энергии на единицу веса, чем их аналоги.
По данным исследовательской компании Allied Market Research, объем рынка литий-ионных аккумуляторов в 2022 году составил $46,2 млрд, при том что рынок батарей для электромобилей в целом оценивался в $56,4 млрд. А лидер по производству литий-ионных аккумуляторов — Китай.
Один из самых быстрых в мире электромобилей с литий-ионным аккумулятором — Tesla Model S Plaid. Его максимальный запас хода — 650 км. Если он полностью разряжен, то потребуется порядка 7–9 часов, чтобы зарядить электрокар до 100%. При подключении к высокоскоростному зарядному устройству Supercharger Tesla Model S Plaid заряжается до 80% за 15 минут, запас хода при этом — 320 км.
Аккумулятор для электромобиля, как и любая батарейка, имеет положительно заряженный катод и отрицательно заряженный анод, а разделяет их электролит — вещество, проводящее электрический ток. Катод обычно изготавливается из смеси лития, никеля, кобальта и марганца, анод — из графита.
Когда батарея заряжается, на аноде происходит химическая реакция, при которой литий-ионы переходят из катода в анод. То есть во время разрядки электроны движутся от анода к катоду, и литий-ионы возвращаются на катод.
Аккумулятор Shenxing
В августе 2023 года китайская компания CALT представила быстрозарядный аккумулятор Shenxing. За десять минут батарея заряжается до 80%, и электромобиль преодолевает расстояние 400 км. Если температура на улице минус 10 °C, то зарядка до 80% займет 30 минут. При полностью заряженном аккумуляторе запас хода увеличивается до 700 км.
В аккумуляторе Shenxing инженеры CALT, во-первых, разработали специальный нанокристаллический материал катода из фосфата лития и железа. Он безопасно передает электроны на высокой скорости.
Во-вторых, изменили свойства графита с помощью технологии быстрых ионных колец, которая увеличивает каналы и сокращает расстояние интеркаляции ионов лития. Так образуется «скоростная магистраль» для проведения тока. Интеркаляция — интеграция ионов в пространство между кристаллическими слоями.
В-третьих, компания разработала новую формулу сверхпроводящего электролита. Он менее вязкий и лучше проводит электричество.
В-четвертых, улучшила свойства ультратонкой пленки SEI (она образуется на границе электродов и электролитов), чтобы сопротивление литий-ионному движению было ниже.
Массовое производство аккумуляторов Shenxing компания планирует запустить в конце 2023 года, а начать продавать — в первом квартале 2024 года.