Есть очень разные технологии, и у каждой технологии своя "ниша", своя применимость. Ну, например, как технарь, я достаточно скептично отношусь к современному автопрому, (и для этого есть вполне объективные личные предпосылки).
Все дело в том, что для меня автомобиль - это экспедиционная машина (по городу я езжу редко), которую, порой, нужно починить в полевых условиях. Насыщенность современного автомобиля электроникой эту возможность исключает. В поле в "мозги" микросхеме не залезешь. Ну, а казалось бы, зачем лезть ("камень" он и есть камень) Но есть нюанс: (и не один). Во-первых качество изготовления этого самого "камня", а, во вторых...
"В электрике есть только два вида неисправностей: отсутствие контакта там, где он должен быть, и наличие контакта там, где его быть не должно" (шучу, конечно, но...). Хуже нет, когда появляется "гуляющая", неисправность, но, чаще всего, она связана именно с "электрикой". Окисленные контакты, протершийся провод и.т.д.
Чем "навороченней" система, чем она сложнее, тем больше вероятность ее выхода из строя. Это так называемые "цепочки надежности". Они легко рассчитываются (если есть данные по наработке на отказ). Чем длиннее цепочка, тем больше вероятность выхода из строя.
Я отлично понимаю, что у меня требования схожи с требованиями военных, но... у военных их требования вполне оправданы. Да, я понимаю, в городе, где все под рукой, проблем нет. А в "поле", где лить в мотор приходится то, что есть под рукой?
Одно дело изделия "одноразовые" (выстрелил и забыл), хотя здесь тоже... ("батарейка села" и... все).
Столь долгое вступление было связано с тем, что у каждого изделия есть своя сфера применения.
5 марта 2020 года в японском городе Кобе на верфи Kobe Mitsubishi Heavy Industries прошла торжественная церемония спуска на воду первой в мире неатомной подводной лодки Oryu (бортовой номер SS 511), оснащенной литиево-ионными аккумуляторными батареями. 84 метровая подводная лодка Oryu стала 11-й в серии субмарин типа Soryu и при стандартном водоизмещении 2950 тонн может развивать скорость в 20 узлов. Субмарина заложена на верфи Kobe Mitsubishi Heavy Industries в Кобе 16 ноября 2015 года и должна войти в состав Морских сил самообороны Японии в 2020 году.
Безусловно, смелое решение. Рассматривая плюсы и минусы литиевых аккумуляторов, выделим вначале положительные качества таких АКБ. Прежде всего, это:
-высокая плотность накапливаемой энергии и разрядных токов;
-выдача более высокого напряжения (по сравнению с сербряно-цинковыми или свинцово кислотными аккумуляторами);
-постоянная готовность к эффективной эксплуатации;
-минимальный саморазряд – 4–6% за месяц, 10–20% за год;
-отсутствие «эффекта памяти» – возможность регулярной небольшой подзарядки;
-широкий диапазон рабочих температур – от -20 до + 50 °С;
_эффективное сохранение накопленной энергии потеря не более 5% накопленной емкости в месяц;
-возможность создания Li-Ion аккумуляторов различных форм и размеров;
-небольшой вес;
-незначительное старение без регулярной эксплуатации – до 20% в год
-существенный запас рабочих циклов разряд-заряд более 1000;
простота в уходе и использовании.
Все это прекрасно, но...
Есть недостатки, которые достаточно жестко ограничивают их применение в некоторых сферах.
-батареи дорогие (но с этим можно было бы и примириться). Известно, что строительство 11-й лодки обошлось японским налогоплательщикам в сумму, превышающую стоимость любой из десяти построенных лодок этого же проекта. Сообщается, что стоимость постройки субмарины SS 511 составила 64,4 миллиарда иен (примерно 566 миллионов долларов, по другим данным лодка стоила еще больше – 66 миллиардов иен). В любом случае, это на четверть больше, чем стоила десятая подводная лодка серии SS 510 Shoryu (51,7 миллиарда иен или 454 миллиона долларов). Почти вся разница в стоимости между десятой и одиннадцатой лодками серии приходится на стоимость новых литийионных батарей, а также переделку всей сопутствующей электросистемы субмарины и изменение проекта.
-эти батареи ОЧЕНЬ чувствительны к перезаряду (и требуют управляющей электроники, которая сама по себе дополнительное звено, снижающее надежность и безопасность)
-небезграничный диапазон рабочих температур (от -20 до + 50 С) ухудшение работы при высоких температурах, снижение емкости при использовании на морозе. Вроде бы этот пункт для подводных лодок не актуален, но, есть такой фактор как эксплуатация на севере и нештатные ситуации.
-зависимость срока службы от времени, а не от числа циклов разрядки и зарядки с течением времени происходит постепенная потеря емкости.
-ну, и самое главное: они небезопасны (при механических повреждениях или некачественном изготовлении).
Последнее время тема самовозгорания литий-ионных аккумуляторов часто мелькает в заголовках новостей: то смартфон загорится, то ховерборд, а то и автомобиль. Так что же происходит внутри аккумулятора во время термического разгона и почему возникает самовозгорание?
В большинстве случаев причиной самовозгорания аккумулятора является банальное короткое замыкание в самой ячейке. И причиной формирования электрического контакта между электродами может стать:
А) Механическое повреждение элемента.
Б)Заводской брак. Даже в век роботизированного производства никто не защищен от банального производственного брака, например, недостаточно ровно были нарезаны электроды или попала металлическая часть между катодом и анодом, что привело к повреждению сепаратора.
В) Прорастание металлического лития (Дендритов). Это явление наблюдается при слишком быстрой разрядке или зарядке, когда ионы лития просто не успевают встраиваться в кристалл анода и в результате чего на нем (аноде) начинается процесс роста кристаллов, что ведет к повреждению сепаратора.
Г) Отказ электроники защищающей батарею от перезаряда.
Возможно, при японском качестве изготовления, и японской эксплуатации, такое решение имеет право на существование, но...
Военная техника есть военная техника. С другой стороны, если не работать с новой техникой, то ее и не освоить. Пока новые решения требуют защиты "от кривых рук" при изготовлении и от " ду... (неумелой эксплуатации)", а это дополнительные системы. Все это можно предусмотреть. Но и это еще не все.
Военная техника должна быть неубиваемой. Во время боевых действий могут быть самые непредсказуемые динамические нагрузки, и вот здесь появляется новый фактор риска.
Пока отечественный опыт в этом направлении (не очень удачный) Но это отдельная история.