Теги → литий-ионный
Быстрый переход

Эксперты выделили три основных способа адаптировать батареи электромобилей к использованию зимой

Нахождение на морозе приводит к тому, что даже полностью заряженный электромобиль теряет до трети запаса хода за одну ночь. В случае с батареями без кобальта ситуация ещё хуже, а именно они получат максимальное распространение в массовых моделях электромобилей. Эксперты DigiTimes Research назвали три типовых пути решения данной проблемы.

Источник изображения: Green Car Reports

Источник изображения: Green Car Reports

Первый, уже активно используемый автопроизводителями — это подогрев тяговых аккумуляторов до комфортной для них рабочей температуры. Литий-ионные батареи стабильно работают при температурах от минус двадцати до плюс шестидесяти градусов Цельсия, хотя небольшие отрицательные температуры тоже ухудшают их способность отдавать заряд. Электролит загустевает на морозе, ухудшая подвижность ионов лития.

Подогрев тяговых батарей осуществляется как за счёт внешних источников электропитания при зарядке, так и в ущерб пробегу при передвижении электромобиля. Во время работы батареи имеют свойства нагреваться, поэтому в жарком климате их приходится охлаждать. Контуры системы подогрева и охлаждения пролегают в непосредственной близости от аккумуляторных ячеек.

Второй способ повысить морозоустойчивость аккумуляторов, как поясняют специалисты DigiTimes Research — это добавление в жидкий электролит веществ, препятствующих загустеванию на морозе. Проблема заключается в том, что не все подобные вещества безвредны для других материалов, из которых изготавливаются аккумуляторы. Важно обеспечить сохранение долговечности батарей при добавлении таких присадок.

Наконец, самым радикальным способом решения проблемы низкой морозоустойчивости батарей мог бы стать переход на твердотельный электролит. Его способность переносить ионы лития не зависит от температуры в той же степени, как в случае с жидким электролитом. Есть один нюанс — коммерческое использование аккумуляторов с твердотельным электролитом вряд ли начнётся ранее 2024 года.

Новые модели электромобилей, как поясняет источник, оснащаются системами мониторинга заряда аккумуляторов, опирающимися на облачные технологии. Они более точно прогнозируют остаточный пробег для конкретных условий и могут заблаговременно давать рекомендации водителю. Данные передаются на смартфон владельца электромобиля, поэтому оценивать текущую ситуацию можно, даже находясь вдали от машины.

Tesla будет покупать больше японских аккумуляторов Panasonic, но по сниженной цене

Японская корпорация Panasonic пережила вместе с Tesla и взлёты, и падения бизнеса по производству электромобилей. Она оставалась партнёром по выпуску аккумуляторных ячеек на предприятии в Неваде, параллельно поставляя для Tesla Model S и Model X ячейки японского производства. На этом направлении контракт с Panasonic недавно был пересмотрен.

Источник изображения: Electrek

Источник изображения: Electrek

Об этом стало известно ресурсу Electrek после изучения документов, поданных сторонами сделки в американские регулирующие органы. С первого октября прошлого года поставки аккумуляторных ячеек из Японии под маркой Panasonic для нужд Tesla осуществляются на обновлённых условиях, которые будут действовать до 31 марта 2022 года. Новые условия оговаривают изменения в ценовой политике и объёмах закупок, хотя конкретные показатели остаются коммерческой тайной. Можно лишь предположить, что Tesla выразила готовность закупать больше японских аккумуляторов, но взамен потребовала снизить их стоимость.

Напомним, что разработки Panasonic стояли и за представленной Tesla в сентябре ячейкой нового типоразмера 4680, как выяснилось недавно. Тесное сотрудничество компаний наверняка продолжится, поскольку основатель Tesla Илон Маск (Elon Musk) дал понять, что начало выпуска батарей собственными силами вовсе не означает, что компания сможет полностью покрыть все свои потребности. Закупать аккумуляторы на стороне она продолжит даже в случае успешной экспансии собственного производства, поскольку сейчас именно снабжение тяговыми батареями является ограничением на пути дальнейшего увеличения объёмов выпуска электромобилей.

GS Yuasa планирует увеличить плотность хранения заряда в аккумуляторах в три раза

Японская компания GS Yuasa выпускает аккумуляторные батареи с 1895 года, но сейчас её усилия сосредоточены на усовершенствовании технологии создания литий-ионных батарей особого назначения, которые способны работать как на морских глубинах, так и в открытом космосе. Но даже батареи для «простых смертных» должны стать лучше, увеличив плотность хранения заряда в три раза.

Источник изображения: GS Yuasa

Источник изображения: GS Yuasa

Выпуском свинцово-кислотных аккумуляторов GS Yuasa занимается с конца позапрошлого века, сейчас компания является крупнейшим производителем батарей для мототехники с долей рынка в 18 %, в сегменте четырёхколёсных транспортных средств марка контролирует 8 % рынка. Специализированные батареи приносят компании лишь 5 % выручки, а норма прибыли на этом направлении не превышает 2 %, но GS Yuasa полна решимости развивать свои компетенции в этой сфере, как отмечает издание Nikkei Asian Review.

С недавних пор, например, литий-ионные батареи данной марки снабжают электроэнергией МКС на высоте 400 км от поверхности Земли, накапливая заряд от солнечных панелей. Международная космическая станция совершает за сутки 16 полных оборотов вокруг Земли, столько же циклов заряда и разряда приходится проделывать бортовым аккумуляторам. Литий-ионные батареи, которые установлены на МКС, имеют при этом расчётный срок эксплуатации не менее десяти лет.

Аккумуляторы GS Yuasa были также установлены оборонным ведомством Японии на подводную лодку серии Oryu, которая стала первым типом морских судов, использующим литий-ионные аккумуляторы. Они заряжаются от бортового дизель-генератора, чтобы при необходимости совершать манёвры исключительно за счёт тяги электродвигателей. Это делает субмарину почти бесшумной, затрудняя её обнаружение при помощи традиционных акустических средств.

По словам представителей компании, особые надежды возлагаются на новое поколение литий-ионных аккумуляторов, которые сейчас разрабатываются специалистами GS Yuasa. С их помощью компания рассчитывает начать покорение воздушного пространства. Во-первых, ёмкие и лёгкие батареи потребуются летающим станциям беспроводной связи. Во-вторых, со временем они найдут применение и в полноразмерных авиалайнерах. Сейчас электрификации воздушного флота в значительной степени препятствует высокий вес аккумуляторов. Разработчики ищут способы снизить риск возгорания аккумуляторов, возникающий при увеличении плотности хранения заряда. Подобные аккумуляторы будут отличаться дороговизной, но в узких сферах применения смогут себя оправдать, поэтому избранное стратегическое направление развития GS Yuasa может обеспечить компанию неплохой финансовой отдачей в будущем.

Нобелевская премия по химии присуждена за литий-ионные аккумуляторы

«Они создали перезаряжающийся мир». Так начинается пресс-релиз, сообщающий о присуждении Нобелевской премии по химии в 2019 году. Чести награждения удостоились трое учёных: Стэнли Виттингхэм (Stanley Whittingham) из Университета Бингемтона (США), Джон Гуденаф (John Goodenough) из Университета Техаса в Остине и Акира Ёсино (Akira Yoshino), работник компании Asahi Kasei и сотрудник Университета Мейдзё. Каждый из них много лет назад в своё время сделал решающий вклад в то, что сегодня представляют собой литий-ионные аккумуляторы.

Как подчёркивают в Комитете, изобретение литий-ионного аккумулятора трудно переоценить. В комментариях к новостям об аккумуляторах на нашем сайте часто можно встретить возмущённые отзывы о недостаточной ёмкости или больших размерах литий-ионных батарей. Но если бы их не было, вокруг нас не было бы много чего, включая новомодных квадрокоптеров, самокатов и массы компактных и лёгких гаджетов с автономным питанием. Да, и смартфоны с кислотными или никель-кадмиевыми, а то и со щелочными источниками питания выглядели бы совсем по-другому.

Корни изобретения литий-ионных аккумуляторов уходят в 70-е годы прошлого века. В США бушевал нефтяной кризис и Стэнли Виттингхэм в поиске перспективных источников энергии в ходе экспериментов с суперконденсаторами открыл новый материал для катодов литиевых батарей. Этим материалом стал дисульфид титана. Выяснилось, что данный материал превосходно интеркалирует (включает) в свою молекулярную структуру ионы лития.

Процесс следующий. Анод литиево-ионной батареи включает частицы металлического лития, который при разряде окисляется и через разделительный барьер в виде катионов (положительно заряженных ионов) движется в сторону катода и там накапливается. При заряде происходит обратный восстановительный процесс. Катионы возвращаются в анод и восстанавливают литий до металлического состояния.

Предложенный в 1976 году аккумулятор вырабатывал 2 В. Ближе к 1980 году Джон Гуденаф предложил заменить сульфид металла оксидом, что, по его мнению, могло повысить мощность литий-ионных аккумуляторов. Новым материалом для катода стал оксид кобальта, а напряжение на аккумуляторе выросло до 4 В.

Третий значительный шаг в совершенствовании литий-ионных аккумуляторов сделал Акира Ёсино. Он предложил заменить материал анода, который хранит частички металлического лития, на сажу (продукты разложения углеводородов). Такой материал чрезвычайно пористый и способен включать в себя много больше лития, а это энергоёмкость и, кстати, безопасность, что попутно выяснилось. После вклада Ёсино риск взрыва и возгорания литий-ионных аккумуляторов при повреждении существенно снизился. Сегодня всё это вылилось в удобный и массовый продукт, максимально безопасный и практически незаменимый в повседневной жизни.

В США запретили перевозку литий-ионных батарей в багаже на пассажирских рейсах

Правительство США только что добавило новый запрет, касающийся перевозки литий-ионных батарей. Министерство транспорта США (DOT) и Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) объявили о временном запрете на перевозку гражданами литий-ионных элементов или батарей в багаже на пассажирских самолётах. Также введён запрет на перевозку компаниями аккумуляторов с зарядом более 30 % на борту транспортных самолётов.

AP Photo/Pat Sullivan

AP Photo/Pat Sullivan

Этот запрет никак не повлияет на большинство потребителей — вы по-прежнему сможете взять запасные батареи и гаджеты на борт в ручной клади. Но те, кто покупает батареи в онлайн-магазинах, могут пострадать. Запрет распространяется на телефоны, внешние аккумуляторы и электронные устройства с полностью заряженной батарей, которые нельзя будет транспортировать на самолётах во избежание риска пожара или взрыва, способного повредить авиалайнер во время полёта.

В 2017 году FAA призвало мировое авиационное сообщество пересмотреть вопрос о разрешении использования батарей на рейсах из-за риска пожара. FAA провела 10 тестов, в ходе которых полностью заряженный ноутбук помещался в чемодан, и проверялись различные сценарии, при которых батарея может загореться. В ходе одного из тестов аэрозольный баллончик с сухим шампунем привязали к ноутбуку. Пожар начался немедленно, и баллончик взорвался в течение 40 секунд.

AviationCableNet

AviationCableNet

За несколько месяцев до проведения исследования Министерство внутренней безопасности США запретило провоз на самолётах планшетов и ноутбуков из восьми стран с преобладающим мусульманским населением. Решение было связано с опасениями по поводу возможного попадания взрывчатых веществ на борт самолёта.

Следует отметить, что с 1 апреля 2016 года действует временный запрет Международной организации гражданской авиации (ICAO) на перевозки коммерческих партий аккумуляторов в грузовых отсеках пассажирских воздушных судов из-за риска самопроизвольного воспламенения. Запрет не касается личных устройств пассажиров и членов экипажа.

Литий-ионные аккумуляторы подорожают из-за высоких цен на кобальт

Цены на кобальт в первом квартале 2018 года достигли нового максимума, сообщает аналитическое агентство EnergyTrend, являющееся подразделением исследовательской компании TrendForce. А так как этот металл применяется в литий-ионных аккумуляторах, то цены на них тоже пойдут вверх — на 5–15 % в третьем квартале 2018 года, уверены эксперты.

По словам старшего менеджера по исследованиям EnergyTrend Даффа Лу (Duff Lu), цены на литий-ионные аккумуляторы росли и во втором квартале. Однако тот рост был умеренным, тогда как в третьей четверти года ожидается более резкий скачок.

ifixit.com

ifixit.com 

Наибольшее подорожание затронет полимерные батареи — они вырастут в цене на 10–15 %. Стоимость цилиндрических источников питания увеличится на 7–9 %. Меньше всего подорожают призматические литий-ионные аккумуляторы — на 6–8 %.

Однако рост затрат на материалы — не единственная причина ожидающегося подорожания. Цилиндрические батареи, к примеру, дорожают ещё и из-за сократившихся поставок. Производители в последнее время уменьшили объёмы их выпуска с целью освободить производственные мощности для автомобильных аккумуляторов.

Прежде цены на кобальт повышались именно на фоне ожидания быстрого роста спроса на автомобили на новых энергоносителях в Китае. Но на самом деле китайский рынок электромобилей нуждается сейчас только в 7000–8000 тонн кобальта в год, в то время как глобальный спрос на этот металл составляет 110000–120000 тонн в год.

Число электромобилей на дорогах превысило 3 млн

Число электромобилей на дорогах во всём мире достигло в 2017 году рекордного уровня в 3,1 млн, сообщило Международное энергетическое агентство (МЭА). По сравнению с 2016 годом их количество выросло на 57 %. На долю Китая в прошлом году приходилось 40 % общего количества.

REUTERS/Jean-Paul Pelissie

REUTERS/Jean-Paul Pelissie

В докладе МЭА отмечено, что благодаря исследованиям и разработке новых технологий, инвестициям в инфраструктуру зарядных станций и модернизации производства снижаются затраты на изготовление батарей и растёт использование электромобилей. Однако стоимость батарей по-прежнему являются основным компонентом себестоимости изготовления электромобиля, поэтому для поддержки развертывания электрических транспортных средств необходимы финансовые стимулы, такие как скидки на цену, налоговые льготы или дополнительные бонусы.

REUTERS/Simon Dawson

REUTERS/Simon Dawson

Согласно прогнозу МЭА, к 2030 году на дорогах будет 125 млн электромобилей. Их количество может вырасти до 220 млн единиц, если будут предприняты более решительные меры в борьбе с глобальным потеплением и с целью снижения загрязнения окружающей среды.

Переход на электромобили увеличит спрос на некоторые материалы, особенно кобальт и литий, используемые в литий-ионных батареях. Как ожидает МЭА, спрос на кобальт к 2030 году вырастет по сравнению с нынешним в десять раз до 101 000 т в год в рамках текущей политики развития электротранспорта, или в 25 раз до 291 000 т в год при более амбициозной государственной политике.

Спрос на литий, как полагает МЭА, к 2030 году будет составлять 91 000 т в год, если исходить из нынешней политики государств, или 263 000 т в год, если государствами будут приняты более решительные меры по внедрению электротранспорта.

Schneider Electric начала поставки ИБП Smart-UPS Online на литий-ионных батареях

Компания Schneider Electric пополнила ассортимент выпускаемой продукции новыми моделями ИБП APC Smart-UPS On-Line на литий-ионных батареях мощностью 1 и 1,5 кВА.

Для каждой мощности имеется два варианта исполнения — модели с предустановленной сетевой картой (SRTL1000RMXLI-NC и SRTL1500RMXLI-NC) и без (SRTL1000RMXLI и SRTL1500RMXLI).

Это первые серийные онлайновые однофазные устройства APC by Schneider Electric малой мощности с литий-ионными аккумуляторными батареями (АКБ), которые появились на российском рынке.

Использование литий-ионных аккумуляторов вместо традиционных свинцово-кислотных является главной инновацией в новых устройствах. Новые модели ИБП, построенные по схеме On-Line с двойным преобразованием, предназначены для использования в условиях, требующих высокой надёжности и продолжительного времени работы оборудования при перерывах в электроснабжении: на промышленных предприятиях среднего размера, в телекоммуникациях, в медицинских лабораториях, при обработке критически важной бизнес-информации.

Применение литий-ионных аккумуляторов становится всё более распространённым. К их преимуществам по сравнению с традиционными свинцово-кислотными АКБ относятся: компактные размеры и меньшая масса, до 4 раз большая скорость зарядки, вдвое больший срок службы аккумуляторной батареи (до 10 лет), возможность работы при температуре до +40°C без заметного ухудшения параметров. В итоге суммарная стоимость затрат на обслуживание снизилась на 35 % по сравнению с аналогичными моделями со свинцово-кислотными  аккумуляторами.

Применение литий-ионных аккумуляторов соответствует современной тенденции повышения температуры в залах центров обработки данных для экономии энергии за счёт менее интенсивного охлаждения.

ИБП APC Smart-UPS SRTL1000RMXLI рассчитан на нагрузку номинальной мощностью 900 Вт/1000 ВА, а APC Smart-UPS SRTL1500RMXLI — на 1350 Вт/1500 ВА. Модели имеют одинаковые размеры — 85 × 432 × 587 мм и вес — 13,7 кг (без аккумуляторов). Их можно устанавливать в стойку и использовать в напольном исполнении.

Используемая в ИБП аккумуляторная батарея выполнена в виде отдельного съёмного блока размером 43 × 432 × 521 мм, вес которого составляет 12 кг. Время работы от аккумуляторной батареи составляет 32 мин при нагрузке 900 Вт для APC Smart-UPS SRTL1000RMXLI и 19 мин при нагрузке 1350 Вт для APC Smart-UPS SRTL1500RMXLI. Это время можно увеличить, добавлением дополнительных блоков аккумуляторов (до 4 блоков).

Новые решения Schneider Electric позволят более эффективно и значительно снизить затраты и риски, связанные с управлением оборудованием для обеспечения электропитанием. 

Новинки доступны для заказа по этой ссылке

Китайские учёные сделали литий-ионные аккумуляторы пригодными для работы при −70°С

По данным информационного агентства Синьхуа, китайские учёные из Фуданьского университета предложили новый тип электролита для литий-ионных аккумуляторов, расширяющий границы применения таких источников питания. Представленный китайскими химиками образец, в отличие от традиционных литий-ионных батарей, рассчитан на работу даже при экстремально низких температурах. Для сравнения, существующие элементы питания с повышенной морозоустойчивостью уже при температуре свыше −40 °С теряют около 90 % от первоначально заявленной ёмкости. 

Увы, но грандиозная технологическая революция в методах накопления и хранения энергии для нас с вами пока откладывается на неопределённый срок. Китайским учёным безусловно удалось достичь определённых успехов в совершенствовании литий-ионных аккумуляторов, но до выпуска коммерческого образца дело может и вовсе не дойти. Ситуация с морозоустойчивыми батареями сродни проекту высокотехнологичных аккумуляторов на основе графена: недостатки таких систем нивелируют все заявленные преимущества. Основная проблема в данном случае заключается в чрезвычайно низкой энергетической плотности аккумуляторов, предложенных сотрудниками Фуданьского университета.  

dearholtautocare.com

dearholtautocare.com

Свинцово-кислотные аккумуляторы также не отличаются морозоустойчивостью, выходя из строя уже при −20 °С

Добиться работы аккумулятора даже при −70 °С удалось благодаря использованию уникального электролита на основе этилацетата, характеризующегося высокой проводимостью в довольно широком температурном диапазоне. В качестве электродов китайские химики выбрали органические полимеры, из которых были выполнены катод и анод. По результатам многократных испытаний выяснилось, что литий-ионные аккумуляторы на основе заявленных органических компонентов теряют при охлаждении до −70 °С около 30 % от первоначальной ёмкости, значение которой было зафиксировано в лабораторных условиях при комнатной температуре. 

Сферой применения таких аккумуляторов могут стать отрасли, нуждающиеся в кратковременной подзарядке электроники за счёт портативного источника энергии. Разумеется, всё это должно происходить в условиях, в которых представленные учёными из КНР литий-ионные батареи превосходят ближайшие аналоги. На ум сразу же приходит космическая отрасль: тут и низкие температуры, и повышенные требования к надёжности систем, и слишком высокая плата за допущенные в ходе проектирования ошибки.  

Apple хочет покупать кобальт для батарей iPhone непосредственно у шахтёров

Согласно данным источников Bloomberg, Apple в настоящее время ведёт переговоры по поводу возможности обеспечить долгосрочные поставки кобальта непосредственно от добывающих компаний. Эта стратегия направлена на создание резервных запасов ключевого компонента литий-ионных аккумуляторов для мобильных устройств, поскольку компания из Купертино в данном случае вынуждена состязаться с автопроизводителями, которые тоже используют кобальт в производстве батарей для электромобилей.

iFixit

iFixit

Производитель смартфонов iPhone намерен заключить контракты на покупку нескольких тысяч метрических тонн кобальта в течение пяти лет или более продолжительного периода, сообщил Bloomberg со ссылкой на анонимный источник.

Первые встречи Apple с добывающими компаниями касательно возможных сделок по прямым поставкам кобальта состоялись около года назад, утверждает другой источник. Он не исключает возможность того, что Apple в конечном итоге откажется от этой идеи.

Cole Burston/Bloomberg

Cole Burston/Bloomberg

Представитель Apple отказался прокомментировать публикацию Bloomberg. Напомним, что генеральный директор Glencore Plc Айван Глазенберг (Ivan Glasenberg) в конце прошлого года назвал Apple в числе нескольких компаний, с которыми шли переговоры по поводу кобальта, не уточнив при этом детали дискуссий.

Литий для аккумуляторов электромобилей будут добывать из морской воды

В том, что электромобили в скором времени вытеснят транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, сомнений нет. Массовое распространение средств передвижения на электрической тяге в свою очередь приведёт к росту спроса на литий-ионные батареи. Соответственно, объёмы добычи лития многократно возрастут, только вот проблема в том, что ресурсы существующих месторождений небезграничны. Чтобы удовлетворить потребности рынка, наука ищет альтернативные источники этого металла. И решение уже найдено: учёные предлагают превратить Мировой океан в экологически чистую литиевую «шахту».

Исследователи предложили метод опреснения морской воды с использованием металлоорганических конструкций, представляющих собой губчатые структуры с субнанометровыми порами и большой площадью поверхности. Принцип основан на способности биологических клеточных мембран выборочно обезвоживать и удерживать ионы, в данном случае ионы лития. Таким образом, конечным продуктом предложенной технологии является чистая питьевая вода и металл, столь необходимый при производстве батарей.

Разработки в этой области велись и ранее, так что описанный выше метод не нов, но требует усовершенствований в ряде моментов. Одним из его преимуществ является отсутствие необходимости подавать воду под давлением, расходуя электроэнергию на работу насосов. Кроме того, для такой экстракции лития не применяются вредные для окружающей среды реагенты. Учёные обещают продолжить исследования, чтобы довести технологию до промышленного уровня. Если это произойдёт, то вероятность возникновения дефицита лития будет исключена, кроме того, аналогичные системы можно будет задействовать не только для опреснения морской воды, но и для очистки сточных вод. Полный текст отчёта об исследовании на английском языке доступен здесь.

В Австралии официально запустили в эксплуатацию гигантскую батарею Tesla

Крупнейшая в мире на сегодняшний день литий-ионная батарея была официально запущена в эксплуатацию в пятницу в Южной Австралии. Впрочем, как сообщает BBC, фактически батарея начала подавать электроэнергию в сети австралийского штата ещё в четверг, так как из-за аномальной жары здесь существует большая потребность в электроэнергии для обеспечения работы кондиционеров. Запуску батареи предшествовали нормативные испытания.

Гигантская батарея, построенная компанией Tesla на базе промышленных батарей Tesla Powerpack, подключена к находящемуся в Хорнсдейле ветропарку Hornsdale Wind Farm, принадлежащему французской энергетической компании Neoen. Согласно данным ресурса Hornsdale Power Reserve, система занимает площадь менее 10 000 м2.

Глава Tesla Элона Маска сдержал своё обещание построить за 100 дней в Австралии, где отдельные штаты страдают от перебоев с поставкой электроэнергии, массивную батарею ёмкостью 129 МВт·ч.

Джей Уэтерилл (Jay Weatherill), нынешний премьер-министр Южной Австралии, заявил, что впервые штат сможет надёжно отправлять энергию ветра в сети 24 часа в сутки, семь дней в неделю. Конечно, этот энергетический ресурс существовал и раньше — проблема заключалась в отсутствии возможности накапливать электроэнергию, чтобы потом равномерно возвращать её в сети. С батареей Tesla теперь можно будет обеспечить электроэнергией 30 000 домов штата, независимо от погоды.

Tesla отметила, что батарея поможет решить проблему нехватки электроэнергии в штате и стабилизировать её поставку во время летних пиковых нагрузок.

Российские учёные улучшат характеристики литий-ионных батарей

Учёные из Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН совместно с коллегами из СФУ и Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» предложили новую технологию, позволяющую существенно улучшить ключевые характеристики литий-ионных аккумуляторов.

О новом достижении сообщает Федеральное агентство научных организаций (ФАНО). Усилия российских специалистов были направлены на повышение ёмкости и максимальной скорости заряда-разряда литий-ионных батарей. Для этого предложено использовать особое соединение графена.

Физическая основа литий-ионного аккумулятора — два электрода, анод (плюс) и катод (минус), разделённые пористым полимерным материалом. Во время зарядки электрический ток перемещает ионы лития от катода к аноду, а во время работы батареи ионы движутся обратно. Когда срок службы батареи подходит к концу, возможность для перемещения ионов лития между электродами снижается.

Двухслойная гетероструктура, состоящая из монослоя дисульфида ванадия и графена для литий-ионных батарей / ФАНО

Двухслойная гетероструктура, состоящая из монослоя дисульфида ванадия и графена для литий-ионных батарей / ФАНО

Учёные предложили использовать в качестве анодного материала для литий-ионных батарей двуслойную гетероструктуру, состоящую из монослоев дисульфида ванадия и графена. Ионы лития могу связываться не только на поверхности такого материала, но и в межслоевом пространстве, что в конечном итоге приводит к его высокой удельной ёмкости.

В частности, расчёты показали, что возможная ёмкость такого композита составит 569 мА·ч на один грамм анодного материала. Это почти в два раза выше, чем у графита — наиболее часто используемого анода в современных литий-ионных батареях.

Кроме того, зафиксирована высокая подвижность ионов лития. Это теоретически обеспечит более высокую скорость зарядки и возможность питания устройств повышенной мощности. 

Tesla завершила строительство крупнейшей в мире батареи

Компания Tesla завершила строительство крупнейшей в мире литий-ионной батареи «Tesla Hornsdale Power Reserve» в Австралии. В ближайшее время начнётся её тестирование.

Carla Gottgens/Bloomberg/Getty Images

Carla Gottgens/Bloomberg/Getty Images

В июле Tesla выиграла тендер на строительство батареи ёмкостью 129 МВт·ч в Южной Австралии, наиболее зависящем от ветроэнергетики штате страны. Глава компании миллиардер Элон Маск тогда пообещал завершить строительство объекта в течение 100 дней после подписания соглашения или же предоставить его государству бесплатно, если не уложится в срок. 29 сентября, на момент подписания договора о подключении потребителей к энергосистеме, Tesla уже проделала половину работы по строительству объекта, который в итоге был подключён к ветряной электростанции Hornsdale Wind Farm, принадлежащей французской энергетической компании Neoen.

«В то время как другие просто ведут разговоры, мы выполняем наш энергетический план, делая Южную Австралию более самодостаточной, и обеспечиваем резервом мощности и более доступной энергией жителей Южной Австралии этим летом», — отметил премьер-министр Джей Уэтерилл (Jay Weatherill) в своем заявлении.

pv magazine USA

pv magazine USA

Штат пока не сообщил, сколько он будет платить за батарею, построенную в рамках реализации программы стоимостью 510 млн австралийских долларов ($390 млн), которая также включает установку дизельных генераторов, чтобы обеспечить людей электричеством после вереницы отключений в течение последних 18 месяцев.

Австралийский оператор энергетического рынка предупредил, что этим летом с энергоснабжением ожидаются проблемы, особенно в Южной Австралии и соседнем штате Виктория, где в марте была закрыта одна из крупнейших угольных электростанций на рынке.

Toshiba вдвое увеличит ёмкость литий-ионных аккумуляторов

Японская компания Toshiba известна не только производством флеш-памяти, она также выпускает качественные литий-ионные аккумуляторы. С 2008 года Toshiba продвигает аккумуляторы под брендом SciB (Super Charge ion Battery), которые характеризуются повышенной ёмкостью, значительным числом циклов повторного заряда и устойчивостью к износу. Что немаловажно, компания постоянно совершенствует технологию производства аккумуляторов и сами аккумуляторы. Интерес к электрокарам прямо стимулирует данное направление, и компании Toshiba есть что предложить в ближайшем будущем.

Прототип 50 А*ч аккумулятора Toshiba нового поколения ( габариты 111 × 194 × 14,5 мм)

Прототип 50 А·ч аккумулятора Toshiba нового поколения ( габариты 111 × 194 × 14,5 мм)

Так, на днях Toshiba опубликовала пресс-релиз, в котором сообщила о завершении разработки нового поколения литий-ионных аккумуляторов SciB. Коммерческие поставки нового поколения батарей стартуют в 2019 году. Иначе говоря — это уже почти решённое дело. Новые аккумуляторы получат анод с вдвое большей ёмкостью для аккумуляции ионов лития и, соответственно, вдвое большую ёмкость для накопления энергии. Вес и габариты аккумуляторов при этом обещают остаться прежними без ухудшения надёжности и без опасности возгорания.

Заявлено о трёхкратных преимуществах новых аккумуляторов над актуальными (T)

Заявлено о трёхкратных преимуществах новых аккумуляторов над актуальными (Toshiba)

Кроме того, новые аккумуляторы поддерживают сверхбыструю зарядку. Зарядка длительностью всего 6 минут позволит компактному электромобилю проехать дистанцию в 320 километров. Это в три раза больше, чем позволяют современные литиево-ионные аккумуляторы. Также новые аккумуляторы могут выдерживать температуры до –10°C. При низкой температуре длительность быстрого заряда для заполнения «320-км» ёмкости увеличится всего на 4 минуты, а тестирование на износ показало, что после 5000 циклов заряда полная ёмкость аккумуляторов упала всего на 10 %.

Toyota

Toyota

Секрет заявленных выше превосходных характеристик кроется в новом материале анода батареи. Массовые литий-ионные аккумуляторы используют в основе анода графит. Аккумуляторы Toshiba SciB текущего поколения опираются на аноды из литий-титанового оксида. Аккумуляторы нового поколения получат аноды из титан-ниобиевого оксида. Кристаллическая решётка данного оксида, которую научились синтезировать в Toshiba, расстроена таким образом, чтобы вместить вдвое больше ионов лития без увеличения физического объёма электродов.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Видео: в режиссёрском издании Death Stranding обнаружили жутковатую отсылку к P.T. 6 мин.
Видео: основные режимы игры и бесконечный поезд в новом трейлере Demon Slayer: Kimetsu no Yaiba – The Hinokami Chronicles 11 мин.
Версии раллийной аркады Art of Rally для PS4 и PS5 обрели точную дату выхода — 6 октября 46 мин.
В первом дневнике разработки Company of Heroes 3 рассказали о роли сообщества и показали новый геймплей 47 мин.
Слухи: в октябрьскую подборку PlayStation Plus войдут Mortal Kombat X и PS5-версия Hell Let Loose 51 мин.
Synology запустила облачный сервис резервного копирования данных C2 Backup 16 ч.
Трейлер мультсериала «Аркейн» по League of Legends посвятили Вай и Джинкс 17 ч.
Крупнейшие криптобиржи перестали регистрировать китайских пользователей 22 ч.
Новая статья: Encased — Зона под куполом. Рецензия 26-09 00:22
Торгующий криптовалютой хомяк увеличил свой портфель почти на 30 % за три месяца — это больше, чем в фонде Баффета 25-09 20:54
Аналитик спрогнозировал обвал продаж MacBook Air/Pro на чипсете M1, как и других ноутбуков 3 мин.
Ajax MotionCam Outdoor — беспроводной уличный датчик движения со встроенной фотокамерой 7 мин.
Представлены телевизоры Honor Vision X2 с диагональю до 65 дюймов 13 мин.
Учёные научились определять уровень загрязнения воды с помощью обычных смартфонов 2 ч.
Panasonic отправит «на раннюю пенсию» более 1000 японцев в результате реструктуризации 2 ч.
Oppo представила смарт-часы Watch Free с автономностью до двух недель 3 ч.
Владельцы старых экземпляров Tesla к бета-тестированию новой версии FSD допущены не будут 3 ч.
Новая статья: Обзор процессора Core i7-11700F: когда не стыдно сэкономить 10 ч.
Официально представлен смартфон OPPO K9 Pro: 120-Гц дисплей, чип Dimensity 1200 и поддержка 60-Вт зарядки 15 ч.
Китайские IT-гиганты заверили власти в готовности способствовать «всеобщему процветанию» 17 ч.