Две независимые исследовательские группы сообщили о достижении в области разработки литий-серных аккумуляторов, которое поможет значительно ускорить зарядку и продлить срок их службы. Одна команда сосредоточилась на улучшении катодного материала, а другая разработала инновационный твёрдый электролит.

Источник изображения: DGIST

Как пишет TechSpot, первая работа, проведённая под руководством профессора Чон Сун Ю (Jong-sung Yu) из Корейского института науки и технологий DGIST, сосредоточилась на создании азот-допированного пористого углеродного материала, который улучшает скорость зарядки аккумуляторов. Этот материал, полученный с использованием термического восстановления магнием, служит основой для удержания серы в катоде батареи. Итоговые испытания показали впечатляющий результат — батарея достигла ёмкости 705 мА·ч/г при полной зарядке всего за 12 минут.

Источник изображения: DGIST

Уникальная углеродная структура, сформированная реакцией магния с азотом при высоких температурах, позволила увеличить содержание серы и улучшить контакт с электролитом. Это привело к 1,6-кратному увеличению ёмкости по сравнению с обычными батареями при быстрой зарядке. Кроме того, азотное допирование эффективно подавляло миграцию полисульфидов лития, что помогло сохранить 82 % первоначальной ёмкости даже после 1000 циклов зарядки-разрядки.

Второе исследование, выполненное китайскими и немецкими учёными, касалось разработки твёрдого электролита, который решает проблему медленной химической реакции между ионами лития и элементарной серой. Этот стекловидный материал состоит из бора, серы, лития, фосфора и йода. Ключевой особенностью здесь стало добавление йода, который, благодаря своей способности к быстрому обмену электронами, ускорил реакции в электроде.

Результаты второй группы оказались не менее интересными — аккумулятор, на зарядку которого потребовалось чуть более минуты, сохранил половину своей ёмкости, в то время как аккумулятор с более медленной зарядкой потерял эту ёмкость гораздо быстрее. При средней же скорости зарядки батарея сохранила более 80 % первоначальной ёмкости даже после 25 000 циклов, что по итогам значительно превосходит литийионные аналоги, которые теряют ёмкость уже после 1000 циклов.

В совокупности оба достижения приближают практическое применение литий-серных аккумуляторов и их коммерциализацию. В то время, как исследование китайских и немецких учёных направлено на преобразующий потенциал твёрдых электролитов в повышении долговечности аккумуляторов и скорости зарядки, работа команды DGIST показала перспективность передовых катодных материалов в сценариях быстрой зарядки.

Сообщается, что на крупной электростанции Moss Landing Power Plant в городе Мосс-Лендинг в американском штате Калифорния произошёл пожар. Предположительно огонь возник в хранилище энергии на литиевых аккумуляторах. Объявлена эвакуация из близлежащих районов, а жителям в округе рекомендовано закрыть окна и двери, а также отключить вентиляцию. Выделяющийся при горении литиевых аккумуляторов фторид водорода несёт угрозу здоровью.

Источник изображения: www.youtube.com

В 2013 году в Калифорнии был принят закон, согласно которому на всех электростанциях обязаны быть мощности по хранению электроэнергии в литиевых аккумуляторах. На это всем давалось 10 лет. Электростанция Moss Landing Power Plant работает на природном газе. Она была мощнейшей в штате, вырабатывая 2,6 ГВт мощности. В 2016 году по требованию властей мощность была сокращена примерно в два раза путём вывода из работы двух блоков. Строительство на территории аккумуляторных хранилищ энергии началось в 2019 году. Первоначально использовались батареи компании LG.

В 2020 году к созданию на электростанции Moss Landing Power Plant буферных запасов энергии на аккумуляторах подключилась компания Илона Маска (Elon Musk). После реализации обоих проектов к 2023 году на электростанции было создано два независимых хранилища энергии мощностью 930 МВт и ёмкостью 3700 МВт·ч. В процессе строительства и после начала эксплуатации хранилища было несколько аварий с возгоранием блоков. Вероятно, вспыхнувший пожар также связан с аварией, поскольку до бушующих сейчас в Калифорнии лесных пожаров от электростанции около 500 км по прямой.

Четверть века человечество пользуется благами, расцветшими на внедрении литийионных аккумуляторов. Не зря за их открытие в 2019 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Но нужно идти дальше — к созданию более совершенных аккумуляторов. И тут всё упёрлось в целый комплекс проблем, преодолеть которые может помочь лишь фундаментальная наука. И она в этом помогает.

Пример роста дендритов в аккумуляторе. Источник изображения: Weizmann

Один из перспективных путей увеличения ёмкости литийсодержащих аккумуляторов заключается в переходе на аноды из металлического лития. Анод отдаёт ионы в процессе химической реакции при разряде аккумулятора и возвращает их себе в процессе заряда для использования в следующем цикле работы (разряда).

Как неоднократно сообщалось, металлический литий — это крайне химически активное вещество. Использование его в аноде аккумуляторов провоцирует рост дендритов — тонких нитей лития, способных за несколько сотен и даже десятков циклов заряда/разряда дорасти до противоположного электрода и произвести короткое замыкание с последующим возгоранием аккумулятора и опасностью возникновения пожара. Жидкий и обычно горючий электролит в аккумуляторе — необходимый там как проводник ионов — лишь усиливает такую опасность.

Проблему с ростом дендритов отчасти решает переход на твёрдые электролиты. Обычно это смесь керамики и полимера. Оставаясь проводником ионов, твёрдый электролит замедляет и даже останавливает рост игл металлического лития с анода. Задача состоит в подборе наилучшего соотношения керамики и полимера, а также самих материалов, которые бы не ухудшали цикличность аккумуляторов и их рабочие характеристики — ёмкость, плотность запасаемой энергии, скорость заряда и другие.

Сложность с выбором материала для твёрдых электролитов заключается в том, что на границе раздела анода и электролита химические и физические процессы происходят в очень тонком пространстве — шириной от 5 до 50 нм. Между тем, это критически важный участок, который определяет характеристики аккумулятора в целом. Для дальнейшего движения к более совершенным аккумуляторам важно точно понимать, что там происходит. Обычно для изучения химического (атомарного) состава материала учёные используют ядерный магнитный резонанс (ЯМР), но не в этом случае. Чтобы изучить границу раздела методом ЯМР потребовались бы годы измерений, что банально никому невыгодно.

Исследователи из израильского института Вейцмана (Weizmann) на время отставили аккумуляторы в сторону и поставили перед собой фундаментальную задачу — разработать методику для анализа пограничных слоёв аккумуляторных батарей.

«Одна из вещей, которая мне больше всего нравится в этом исследовании, заключается в том, что без глубокого научного понимания фундаментальной физики мы не смогли бы понять, что происходит внутри батареи. Наш процесс был очень типичным для работы здесь, в Институте Вейцмана. Мы начали с чисто научного вопроса, который не имел ничего общего с дендритами, и это привело нас к исследованию с практическими выходом, который смог бы улучшить жизнь каждого», — говорят участники работы.

В конечном итоге учёные усилили отклик материала, объединив ЯМР с динамической поляризацией ядер, когда спины электронов лития приводились в движение под действием радиочастотного поля. Это многократно усилило отклик и позволило буквально за часы, а не годы выявить точный химический состав слоя. Анализ показал, что самым оптимальным соотношением керамики и полимера в твёрдом электролите будет в том случае, если керамика удерживает в смеси 40 %. При этом сохраняются и цикличность аккумулятора и его характеристики. Учёные надеются, что результаты их исследования подтолкнут создание более совершенных литиевых аккумуляторов и это произойдёт достаточно скоро.

Компания Xiaomi недавно вместе со смартфонами серии Redmi Note 14 представила для глобального рынка лёгкие и компактные внешние аккумуляторы (пауэрбанки) — Xiaomi 33W Power Bank 10000 и Xiaomi 165W Power Bank 10000. Последняя из новинок подойдёт для питания не только смартфонов, но также производительных ноутбуков.

Xiaomi 33W Power Bank 10000 — компактный, а потому удобный для транспортировки во время путешествий внешний аккумулятор со встроенным кабелем USB Type-C. Он обладает поддержкой быстрой зарядки гаджетов с мощностью 33 Вт.

Устройство имеет ещё один порт USB Type-C для быстрой зарядки на 33 Вт, а также порт USB Type-A с поддержкой динамического распределения мощности до 22,5 Вт на устройство. Xiaomi 33W Power Bank 10000 оснащён двумя аккумуляторными ячейками ёмкостью 5000 мА·ч каждая, а также встроенным интеллектуальным идентификационным чипом для автоматического сопоставления выходного тока с показателями различных устройств.

Размеры аккумулятора составляют всего 80,9 × 65,9 × 26,0 мм, вес — 210 г.

В свою очередь, Xiaomi 165W Power Bank 10000 включает четыре аккумуляторные ячейки ёмкостью 2500 мА·ч каждая. Устройство обеспечивает выходную мощность в 120 Вт через встроенный кабель USB Type-C, а суммарная мощность через два порта USB Type-C составляет 160 Вт. Пауэрбанк позволяет одновременно заряжать два устройства с мощностью до 120 Вт и 45 Вт, что лучше всего подходит для смартфонов, планшетов и ноутбуков.

Xiaomi 165W Power Bank 10000 обладает компактным корпусом с цветным дисплеем состояния заряда. Его можно заряжать при входной мощности 90 Вт. На восполнение 75 % заряда уходит 15 минут, а на полную зарядку — всего 35 минут. Размеры устройства равны 143 × 48 × 36 мм, вес — 318 г.

Цена Xiaomi 33W Power Bank 10000 равна $25, а стоимость Xiaomi 165W Power Bank 10000 — $51.

На выставке CES 2025 в Лас-Вегасе была представлена система Swippitt, которая позволяет в считанные секунды продлить время автономной работы смартфоны, снабдив его полностью заряженной батареей. Правда, речь не идёт о замене батареи самого смартфона: в устройстве, напоминающем тостер, производится замена внешнего аккумулятора, который располагается в чехле для смартфона и питает его с помощью беспроводной зарядки.

Источник изображений: Swippitt

Укомплектованные внешними аккумуляторами кейсы для смартфонов продаются уже давно, но главный их недостаток — необходимость не забывать об их зарядке, и на это уходит много времени. Создатели системы Swippitt предложили не заряжать внешние аккумуляторы, а оперативно их заменять. Смартфон с чехлом Swippitt помещается в прорезь похожего на тостер устройства Swippitt Hub, где разряженная батарея извлекается из чехла и ставится на зарядку, а заряженная отправляется в кейс.

Ёмкость внешнего аккумулятора составляет 3500 мА·ч, и это от 50 % до 90 % объёма аккумулятора в смартфоне в зависимости от его модели. Важно, что этот ресурс доступен немедленно — можно либо сразу начать заряжать аккумулятор смартфона, либо оставить внешнюю батарею про запас. В комплекте с системой Swippitt идёт приложение, где устанавливаются необходимые параметры — зарядку телефона можно, например, ограничить отметкой в 80 %, чтобы продлить срок службы его аккумулятора, или запускать зарядку лишь в определённое время суток.

Процесс замены батареи в Swippitt является универсальным — важно лишь наличие совместимого чехла. На старте продаж производитель подготовил кейсы для смартфонов линеек iPhone 14, 15 и 16, а к концу 2025 года к ним добавятся чехлы для телефонов Samsung Galaxy S.

Центральное устройство Swippitt Hub разработано с некоторым запасом, чтобы обеспечить совместимость, даже если размеры телефонов продолжат расти. Стоимость Swippitt Hub с пятью батареями на борту составляет $450, и ещё $120 придётся отдать за кейс с дополнительным аккумулятором. В продажу система поступит в июне 2025 года.

Японская компания TDK уже несколько лет работает над совершенствованием литиевых аккумуляторов с кремниевым анодом, и с лета текущего года собирается наладить выпуск третьего поколения таких батарей. Если первоначально использование кремниевых анодов обеспечивало увеличение плотности хранения заряда на 5 %, то теперь этот показатель вырос до 15 %.

Источник изображения: Unsplash, Tyler Lastovich

Подразделение Amperex Technology в Гонконге, являющееся одним из крупнейших производителей аккумуляторов для мобильных устройств, батареи такого типа начало выпускать ещё в 2023 году. Тогда они обеспечивали преимущество в плотности хранения заряда в размере 5 %, но теперь его удалось увеличить до 15 %. Это позволило китайской компании Vivo оснастить свой смартфон X200 Pro аккумулятором ёмкостью 6000 мА·ч без увеличения массы и размеров относительно моделей, комплектуемых аккумуляторами ёмкостью 5000 мА·ч.

Потенциал использования батарей с кремниевыми анодами также осознаётся компаниями LG Energy Solution и Samsung SDI, которые разрабатывают их с прицелом на применение в электромобилях. TDK и ATL получают кремниевые аноды от американской компании Group14 Technologies, которая имеет в числе инвесторов немецкую Porsche AG, и также считает рынок электромобилей своим стратегическим направлением развития. Кремниевые аноды в составе тяговых аккумуляторов электромобилей позволяют сократить время зарядки с сорока до пяти минут. TDK остаётся единственной компанией, способной массово производить аккумуляторы с кремниевыми анодами. Это таит определённые риски для её клиентов, а также мешает им активно переходить на использование данного вида батарей.

Снижение продаж электромобилей в 2024 году и ожидание дальнейшего ухудшения ситуации с возвращением в Белый дом администрации Дональда Трампа (Donald Trump) заставляют южнокорейских производителей аккумуляторов искать пути для краткосрочной экономии средств. Чаще всего в такой ситуации жертвой экономии становятся работники всех звеньев, включая руководящие. В этот раз тоже не стали делать исключений.

Штаб-квартира Samsung SDI. Источник изображения: Samsung SDI

Строго говоря, режим чрезвычайной ситуации компании начали задействовать в том или ином виде ещё летом прошлого года и он даже принёс свои плоды. Поэтому свежий опыт экономии есть и его решено расширить с началом нового года, о чём в своём новогоднем поздравлении сказал каждый из глав ведущих южнокорейских компаний. Все они мотивировали своих сотрудников быть готовыми к сложной бизнес-среде в 2025 году, и призывали дождаться улучшений, которые могут прийти с наступлением 2026 года.

Так, ещё 2 января сотрудников Samsung SDI проинформировали, что премии Overall performance incentives (OPI) за достижение годовых целевых показателей в этом году отменяются для аккумуляторного подразделения и работников офиса. Эту премию в сильно урезанном виде — до 3–5 % от годовой зарплаты — оставят только сотрудникам по разработке перспективных материалов. В прошлом году, например, размеры этой премии соответственно составили 32 %, 28 % и 18 % от годовой заработной платы для указанных выше подразделений.

Компания Samsung SDI дольше всех избегала введения антикризисных мероприятий, но в начале этого года сдалась под давлением обстоятельств.

В качестве мер экономии компания LG Energy Solution (LGES) ещё в декабре издала распоряжение, приказывающее руководству летать эконом классом, если время в пути составляет менее восьми часов. Остальным сотрудникам рекомендовано проводить телеконференции, а не расходовать средства на поездки, кстати, немалые. Ежегодно на них компания тратит не менее $68 млн (100 млрд вон). Дочерняя компания LGES — LG Chem — рекомендовала сотрудникам не забывать про ежегодные отпуска, сократила премии и прекратила набор персонала.

Компания SK On пошла ещё дальше и ввела практику раннего добровольного выхода на пенсию, которую ранее никогда не применяла в своей истории. Также с сентября прошлого года она начала предлагать сотрудникам неоплачиваемые отпуска. Отдельно в подразделении SK Innovation были упразднены две из пяти руководящих должностей высшего звена, а руководителем производства назначен ветеран — бывший руководитель отдела исследований и разработок SK Hynix. Около 20 лет назад компания Hynix пережила серьёзнейший кризис в области выпуска компьютерной памяти, и полученный тогда опыт выживания пригодится современному поколению управленцев.

Начало экономии аналитики связывают, в том числе, с вероятными убытками компаний в четвёртом квартале 2024 года. Официальные данные начнут поступать только в конце января, поэтому все озвученные показатели следует воспринимать как ориентировочные.

Так, ожидается, что и LGES, и SK On понесли операционные убытки в четвертом квартале 2024 года, в то время как Samsung SDI впервые за три года понесла операционные убытки от производства аккумуляторов для электромобилей. Операционный убыток LGES ожидается на уровне 258,4 млрд вон ($176 млн), что хуже рыночного прогноза на уровне 118 млрд вон ($80,7 млн). Операционный убыток SK On за тот же период ожидается в районе 200 млрд вон ($136,7 млн). Компания Samsung SDI понесла операционные убытки от производства аккумуляторов, но её квартальная операционная прибыль сократилась до 5 млрд вон ($3,4 млн) — на 99 % меньше, чем годом ранее.

Южнокорейские источники сообщают, что производители аккумуляторов в стране сталкиваются со снижением загрузки производственных мощностей по выпуску аккумуляторных ячеек. Это происходит по причине снижения глобального спроса на электромобили и под давлением китайских конкурентов. Компании не питают особой надежды на счастливый исход из такой ситуации, но продолжают бороться за место под солнцем.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Отчёт охватывает деятельность компаний LG Energy Solution, Samsung SDI и SK On — это три крупнейших в Республике Корея производителя аккумуляторов. В 2024 году уровень загрузки мощностей всех трёх компаний значительно снизился по сравнению с 2023 годом. Считается, что это отражает глобальное снижение спроса на электромобили. Спад привёл к принятию этими компаниями ряда стратегических мер, поскольку работать приходится в сложных рыночных условиях.

Согласно отраслевым отчётам от 30 декабря, средний уровень загрузки заводов LG Energy Solution в третьем квартале этого года составил 60 %, что заметно ниже 73 % за аналогичный период прошлого года. В SK On произошёл еще более резкий спад: коэффициент использования производственных линий упал до рекордно низкого уровня в 46 % по сравнению с 95 % в прошлом году. Samsung SDI, которая раскрывает показатели только по производству небольших ячеек, снизила загрузку линий на 9 %, доведя этот показатель до 68 %.

Снижение объёмов производства мешает удерживать уровень зарплат на должном уровне и снижает прибыльность предприятий. В этом винят главным образом замедление восстановления глобального спроса на электромобили. Так, один из крупнейших заказчиков аккумуляторов — компания Tesla — в период с января по октябрь 2024 года продала во всём мире 1,425 млн электромобилей или на 1,1 % меньше, чем годом ранее за тот же период. Аналогично упали продажи электромобилей Hyundai Motor и Kia — до 455 тыс. единиц или на 3,4 % в годовом отношении.

В целом за указанный выше период доля LG Energy Solution, Samsung SDI и SK On на мировом рынке упала до 20,1 %, что значительно ниже 31,7 % в 2021 году. Напротив, китайские компании, такие как CATL и BYD, увеличили свою долю рынка с 39,7 % до 53,6 %, чему способствовали сильная государственная поддержка, устойчивый внутренний рынок и преимущества в стоимости недорогих аккумуляторов LFP.

В ответ на эти вызовы аккумуляторная промышленность Южной Кореи объявила режим чрезвычайной ситуации и сосредоточилась на подготовке контрмер. Например, SK On, которая перешла на режим чрезвычайной ситуации в июле, заморозила зарплаты всем руководителям до восстановления прибыльности и впервые с момента своего основания ввела практику добровольного выхода сотрудников предпенсионного возраста на пенсию. LG Energy Solution в рамках своей стратегии антикризисного управления минимизировала расширение штата сотрудников. Samsung SDI назначила Чхве Джу Суна (Choi Joo-sun), бывшего президента Samsung Display, своим новым главой в ноябре, что говорит о перестройке управления.

Компании ожидают, что неопределенность на рынке возрастёт еще больше в связи с возвращением в США в Белый дом Дональда Трампа (Donald Trump), который пообещал отменить субсидии на электромобили. Парировать угрозы индустрия надеется продуктами следующего поколения, такими как новый типоразмер ячеек 4680.

Ожидается, что LG Energy Solution начнёт массовое производство аккумулятора 4680 (диаметр 46 мм, высота 80 мм) для Tesla на своем заводе в Очанге уже в первом квартале 2025 года. Компания также подписала контракты на поставку 46-мм аккумуляторов с Mercedes-Benz и Rivian. Samsung SDI также планирует начать массовое производство 46-мм аккумуляторов для электромобилей в начале 2025 года и ведёт переговоры с различными компаниями об их поставках.

Инсайдеры отрасли говорят: «В конце концов, у нас нет другого выбора, кроме как конкурировать по качеству. Поскольку [южнокорейские] отечественные «ячеистые» компании начнут полномасштабное массовое производство аккумуляторов 4680, они, вероятно, увеличат свою долю рынка».

Эволюция мобильных устройств предъявляет особые требования к характеристикам внешних аккумуляторов: они должны обладать достаточной ёмкостью и умеренными габаритами, поддерживать быструю зарядку и все современные интерфейсы. Очередное решение Xiaomi в этом сегменте рынка предлагает ещё и встроенный зарядный кабель с разъёмом USB-C.

Источник изображения: Xiaomi

В «походном» положении небольшой встроенный кабель формирует петлю, фиксируя свободный конец в специальном разъёме на корпусе пауэрбанка. Xiaomi также наделила новинку обычными портами USB-A и USB-C для подключения устройств при помощи внешних кабелей. Поддерживается быстрая зарядка мощностью 22,5 Вт, одновременно аккумулятор может заряжать три устройства.

За 30 минут пауэрбанк позволяет на 31 % зарядить Xiaomi 15 Pro или iPhone 16 Pro на 56 %. Ёмкость 20 000 мА·ч позволяет четыре раза полностью зарядить Apple iPhone 16 Pro или три раза Xiaomi 15 Pro. Устройство оснащено защитой от перегрева и светодиодными индикаторами.

В оформлении пауэрбанка можно выбирать между светло-серым и тёмно-серым вариантами окраски, корпус имеет габаритные размеры 128 × 73 × 32 мм, стоимость такого аккумулятора в Китае достигает $22. Когда он появится за пределами КНР, предсказать сложно, но учитывая широкую географию продаж продукции данной марки долго ждать наверняка не придётся.

По некоторым оценкам, китайские производители на десять лет опережают западных конкурентов в сфере разработки более совершенных тяговых аккумуляторов и технологий их скоростной зарядки. Уже в ближайшие годы они смогут предложить электромобили с функцией пополнения заряда за пять минут, причём не только в верхних ценовых диапазонах.

Источник изображения: Nyobolt

Для многих потенциальных покупателей электромобилей это будет означать, что устранён их серьёзный эксплуатационный недостаток — на зарядной станции не нужно будет проводить несколько десятков минут или даже часов, в зависимости от ситуации. В августе этого года китайская марка Zeekr предложила электрический седан 007, который заряд своей тяговой батареи способен увеличить с 10 до 80 % за десять с небольшим минут. В апреле китайская компания CATL представила тяговые батареи семейства Shenxing Plus, которые за десять минут зарядки способны накопить энергию, достаточную для преодоления 600 км.

Совершенствуются не только материалы, из которых производятся тяговые аккумуляторы, но и управляющее программное обеспечение. Ускоренная зарядка не будет неизбежно означать, что тяговые батареи износятся гораздо быстрее. Например, британский стартап Nyobolt в середине уходящего года представил прототип электромобиля с тяговой батареей, способной восстановить до 80 % своей номинальной ёмкости (35 кВт‧ч) менее чем за пять минут, при этом через 4000 циклов быстрой зарядки остаточная ёмкость батареи сохраняется на уровне 80 % от начальной. По сути, этого должно хватить на миллион километров пробега, поэтому ускоренного износа ячеек в данном случае опасаться не следует.

Правда, в случае с прототипом Nyobolt огорчают два факта. Во-первых, полного заряда батареи машине хватает только на 248 км пробега в условном цикле WLTP. Во-вторых, зарядка машины с более ёмкой батареей потребует пропорционально большего запаса времени. В любом случае, наличие прогресса на пути сокращения времени зарядки электромобилей сложно отрицать.

Серьёзной проблемой может стать отсутствие приемлемой зарядной инфраструктуры. Как правило, для восполнения заряда тяговой батареи за десять минут требуется подключение к зарядной станции постоянного тока мощностью 350 кВт и более. Таковых пока построено не так много. Даже в относительно благополучных США сейчас насчитывается не более 30 000 зарядных станций такой мощности. Чтобы соответствовать темпам роста спроса на электромобили с функцией быстрой зарядки, количество зарядных станций такого класса нужно будет к 2030 году увеличить до 182 000 штук. В Китае инфраструктура зарядных станций также быстро развивается, но они обычно сконцентрированы в определённых районах, а некоторые территории не могут похвастать высокой плотностью размещения зарядных станций.

В Китае успех первой очереди системы по хранению излишков возобновляемой энергии в сжатом воздухе в пещере вдохновил на 10-кратное увеличение мощности установки. Проект Jintan в Чанчжоу (провинция Цзянсу) получит два 350-МВт генератора, которые смогут вырабатывать 2,8 ГВт·ч электричества в год. Энергия будет накапливаться в соляной пещере объёмом 1,2 млн м³, что сделает этот проект крупнейшим в мире решением в данной области

Источник изображения: CNSIG

Первая в мире установка по хранению излишков энергии в сжатом воздухе в подземных условиях была создана в Германии в 1978 году (электростанция Huntorf). Она способна вырабатывать 290 МВт в течение двух часов ежедневно. В 1991 году подобная станция была построена в США — McIntosh Power Plant, её мощность составляет 110 МВт. В Китае сегодня работают от девяти до десяти таких станций с общей мощностью около 700 МВт, где сжатый воздух преимущественно хранится в контейнерах.

Проект Jintan, запущенный совместно с Китайской национальной группой соляной промышленности (CNSIG), Huaneng International Power Jiangsu Energy Development (дочерней компанией Huaneng Group — главного инвестора проекта), а также учёными из Университета Цинхуа, основан на использовании соляной шахты, выведенной из эксплуатации. Первая фаза проекта включала запуск 60-МВт установки по выработке энергии. Успешная реализация проекта подтвердила его эффективность, и теперь площадка будет дополнена двумя турбинами мощностью по 350 МВт каждая.

Система рассчитана на 330 циклов заряда и разряда в год. Днём она будет накапливать излишки солнечной энергии, закачивая воздух в пещеру, а ночью — вырабатывать электричество, используя сжатый воздух для вращения турбин. Для повышения КПД воздух будет предварительно подогреваться. Энергия для подогрева будет браться из предыдущего цикла: тепло, выделяемое при сжатии воздуха компрессором, будет сохраняться для использования в процессе генерации.

Эти технологии позволили поднять КПД установки до 60 %. Для сравнения: КПД аналогичной установки в США достигает 54 %, а в Германии — 40 %. После модернизации система автоматики позволяет запустить генерацию энергии за пять минут нажатием одной кнопки, тогда как ранее для этого требовалось 20 минут и последовательное выполнение операций специально обученным персоналом.

Агентство Reuters напомнило, что руководство CATL ещё в прошлом месяце обещало представить новую платформу на основе тяговых батарей с большим запасом хода, позволяющую создавать электромобили с минимальными затратами и в сжатые сроки. Как выяснилось сегодня, особенностью этой платформы является способность тяговой батареи уцелеть после столкновения на скорости 120 км/ч.

Источник изображения: CATL

Правда, как поясняют источники, испытания проводились в условиях наезда электромобиля на неподвижный столб, поэтому не могут учитывать всех возможных последствий реальных ДТП такого типа, но эксперимент позволяет хотя бы снизить обеспокоенность многих обывателей угрозой возгорания тяговой батареи электромобиля из-за ударного воздействия на такой скорости. Платформа Panshi, что в переводе с китайского означает «коренная порода» с точки зрения геологии, предусматривает отделение корпуса тяговой батареи от частей кузова электромобиля в нижней его части при столкновении с препятствием. При наезде на препятствие со скоростью 120 км/ч, как показал эксперимент, корпус батареи не повреждается, и возгорания не происходит.

Источник изображения: Reuters, Zoey Zhang

В обычном состоянии корпус батареи интегрируется в силовую структуру кузова электромобиля. Сам корпус батареи выполнен из комбинации высокопрочных сталей и алюминия, применяемых при производстве подводных лодок и летательных аппаратов, оснащён усиливающими перегородками. Всё это позволяет батарее поглощать до 85 % кинетической энергии удара против 65 % у батарей традиционной конструкции. Как отмечается, при ударе на скорости 120 км/ч воздействие кинетической энергии на батарею оказывается в 4,6 раза выше, чем во время стандартных краш-тестов, проводимых на скорости 56 км/ч. Остаточный заряд при обнаружении удара система питания сбрасывает за 0,2 секунды, а от высоковольтной цепи батарея отключается через 0,1 секунды после удара. Это и позволяет снизить риск возгорания батареи после аварии.

Платформа CATL позволит создавать премиальные электромобили с запасом хода до 1000 км за год или полтора с нуля, что значительно меньше типичных для подобных проектов трёх лет. Кроме того, затраты на создание новой модели электромобиля с помощью этой платформы могут сократиться до $10 млн. Для выхода на безубыточность будет достаточно продавать около 10 000 машин в год. По сути, такая платформа будет интересна стартапам или компаниям, которые не готовы вкладываться в разработку собственных электромобилей, но желают сразу представить современный электромобиль с высоким уровнем пассивной безопасности.

Как отмечали ранее представители CATL, данную платформу компания уже демонстрировала немецкой компании Porsche, а также инвесторам из ОАЭ, которые хотели бы наладить выпуск электромобилей под собственной маркой. Сама CATL будет поставлять шасси нового типа для выпуска электромобилей под маркой Avatr, которую она продвигает на рынке совместно с Changan. В какие сроки появится первый носитель этой платформы, не уточняется.

С последним обновлением у смартфонов Google Pixel появилась возможность заряжаться лишь до 80 % для увеличения срока службы аккумуляторов — по достижении этой отметки они начинают питаться напрямую от сети в обход батареи.

Новая функция с ограничением зарядки до 80 % на смартфонах Google Pixel появилась с выходом декабрьского обновления Android 15 QPR1 — зарядка до 100 % может с течением времени ускорить деградацию источника питания. При достижении 80 % зарядка аккумулятора прекращается, а подключение к сети используется для питания устройства напрямую.

Проверить это на практике решили авторы ресурса Android Authority. Когда телефон бездействовал, он потреблял 0,1 Вт энергии; когда включался экран, этот показатель увеличивался до 0,74 Вт; при запуске приложений уровень энергопотребления составлял уже 2,6 Вт; а ресурсоёмкие бенчмарки повышали показатель в пределах от 4,6 до 7,6 Вт. При отключении опции с зарядкой до 80 % и перехода в режим «Адаптивная зарядка» телефон возвращается к стандартной схеме работы: зарядка до 100 % и питание от аккумулятора.

Источник изображения: 9to5google.com

Наиболее полезным такой режим, как представляется, будет при запуске ресурсоёмких мобильных игр: устройство сможет получать необходимую энергию, не заряжая и не разряжая батарею, и нагреваться телефон будет не так сильно. Поэтому режим прямого питания зачастую поддерживается игровыми смартфонами. Google рассчитывает увеличить срок службы устройств Pixel до семи лет, и новый режим питания, возможно, поможет компании достичь этой цели.

За последние годы стоимость литиевых аккумуляторов, используемых для питания электромобилей, заметно снизилась, но она по-прежнему может составлять до трети цены машины на электротяге. Беспокойство автовладельцев по поводу долговечности тяговых батарей призвано умерить новое исследование американских учёных.

Источник изображения: BYD

Исследователи Стэнфордского университета обнаружили, что реальные условия эксплуатации большинства электромобилей влияют на ресурс тяговых аккумуляторов не совсем так, как прогнозировали их разработчики, опирающиеся на результаты лабораторных испытаний. Нагрузочные циклы испытаний сокращают эксплуатационный ресурс тяговых батарей не совсем так, как показала модифицированная методика тестов, предложенная учёными Стэнфорда.

Они утверждают, что рваный ритм движения электромобилей в условиях городского трафика, короткие поездки, чередующиеся с длительными стоянками, и даже периодические резкие ускорения в действительности влияют на эксплуатационный ресурс тяговых аккумуляторов значительно благоприятнее, чем считалось ранее. При эксплуатации электромобилей частными лицами в условиях города тяговые батареи могут служить на 40 % дольше, чем предполагалось до этого.

Более того, даже короткие резкие ускорения, провоцирующие быструю отдачу заряда тяговыми аккумуляторами в действительности увеличивают их ресурс, а не сказываются на нём губительно, как считалось ранее. Авторы исследования в течение двух лет испытывали 92 образца серийно выпускаемых литийионных тяговых аккумуляторов с использованием профилей нагрузки и зарядки, приближённых к условиям использования электромобилей в городе.

Прежние методики более равномерной нагрузки и зарядки способны имитировать эксплуатацию коммерческого электротранспорта, они в какой-то степени позволяют прогнозировать ресурс тяговых батарей при интенсивной эксплуатации, но у частных владельцев главным врагом батарей становится не количество циклов зарядки и разрядки, а время само по себе. Полученные в ходе исследования результаты можно учитывать при разработке управляющего программного обеспечения для силовых систем электромобилей. Формируемые профили зарядки и разрядки способны серьёзно влиять на продолжительность службы аккумуляторов.

Китайская компания BYD заметно уступает лидеру рынка электромобильных батарей CATL, но остаётся вторым по величине производителем в мире. В следующем полугодии она рассчитывает предложить клиентам второе поколение батарей семейства Blade, которые будут сочетать высокую плотность хранения заряда с умеренной стоимостью и высокой скоростью зарядки.

Источник изображения: BYD

Ресурсу CarNewsChina удалось узнать, что себестоимость производства батарей Blade 2.0 окажется на 15 % ниже, чем у предшественников. При этом плотность хранения заряда будет увеличена до 210 Вт‧ч/кг, а рейтинг скорости разряда у младшей версии достигнет 16C. Последняя характеристика означает, что в течение часа условная батарея может полностью разрядиться 16 раз. Другими словами, теоретически на полный разряд должно уходить не более четырёх минут, но на практике появляются разного рода ограничения, которые увеличат это время в несколько раз. Аналогичным образом определяется и время полного заряда. Например, батарея с индексом 8C теоретически способна полностью заряжаться за 7,5 минуты, но в действительности сила тока в рамках цикла зарядки постоянно изменяется, а потому фактическое время заряда существенно увеличивается.

Важно, что батареи Blade 2.0 продолжат использовать сочетание лития и фосфата железа, которые наделяют их не только относительно низкой себестоимостью, но и более высоким эксплуатационным ресурсом и более высокой пожаробезопасностью по сравнению с вариантами, содержащими никель и марганец. Старшая версия батареи Blade 2.0 будет сочетать плотность хранения заряда 210 Вт‧ч/кг с рейтингом разряда 8C и рейтингом заряда 3C. Другими словами, они смогут принимать больше заряда на единицу массы, но будут это делать медленнее более дешёвых версий с уменьшенной плотностью хранения заряда. Себестоимость старшей версии батареи Blade 2.0 с плотностью хранения заряда до 210 Вт‧ч/кг компания BYD надеется сократить на 15 % по сравнению с существующей.

Батареи Blade 2.0 будут выпускаться и в укороченном варианте, которые будут сочетать рейтинг разряда 16C с рейтингом разряда 8C и плотностью хранения заряда 160 Вт‧ч/кг. Это чуть выше тех 150 Вт‧ч/кг, которые предлагают батареи Blade первого поколения. Младшая версия батареи Blade 2.0 не будет существенно отличаться по стоимости от предшественницы.

Для сравнения, передовые батареи Tesla типоразмера 4680 обеспечивают плотность хранения заряда от 244 до 296 Вт‧ч/кг, но они имеют более дорогой химический состав. Если же рассматривать плотность хранения заряда LFP-батарей, которыми комплектуются электромобили Tesla, то она на уровне упаковки достигает 166 Вт‧ч/кг, причём поставляется такой вариант конкурирующей с BYD компанией CATL. При разумной ценовой политике новыми батареями BYD могут заинтересоваться многие автопроизводители, и не менее важна возможность за счёт перехода на неё снизить себестоимость собственных электромобилей BYD.

По прогнозам аналитиков Goldman Sachs Research, к 2026 году стоимость тяговых батарей снизится на 50 %. Например, к концу текущего года стоимость хранения 1 кВт‧ч энергии упадёт до $111, а к 2026 году она опустится до $80 за 1 кВт‧ч. Тяговые батареи BYD Blade первого поколения имели плотность хранения заряда 140 Вт‧ч/кг, которая позже выросла до 150 Вт‧ч/кг. С тех пор CATL выпустила несколько поколений своих LFP-батарей, поэтому продукции BYD жизненно необходимо обновление характеристик, не говоря уже о снижении себестоимости. Батареи поколения Blade 2.0 обеспечивают достижение обеих целей.