Аккумуляторы с кремниевым анодом обещают сверхбыструю зарядку электромобилей

Москва, 08:48, 26 Мар 2020, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Технология кремниевых анодов значительно повышает скорость зарядки, а также обеспечивает 30-процентное увеличение плотности энергии для аккумуляторов электромобилей.

Достижения в области аккумуляторных батарей начинают происходить все быстрее, поскольку масштабные инвестиции в сегмент начинают приносить плоды. Калифорнийская компания Enevate занимается технологией кремниевых анодов с 2005 года, и теперь компания заявляет, что ей удалось не только создать невероятно быстрое решение для зарядки литий-ионных аккумуляторных батарей, но и легко повысить плотность энергии.

Типичный анод литиевой аккумуляторной батареи выполнен из графита. По словам основателя и генерального директора Enevate Бенджамина Парка, замена его кремнием даст вам мгновенный прирост плотности энергии на 25% и обеспечит сверхбыструю зарядку, если вы сможете просто обойти тот факт, что при зарядке он набухает на 400%, вызывая в конечном итоге трещины и ухудшение поверхности батареи. Это убивает батарею в течение нескольких сотен циклов.

Решение Enevate можно представить как твердую пористую проводящую пленку, в которой каждая пора имеет свой собственный маленький «шарик» из кремния внутри. Таким образом, кремний может набухать и сдуваться столько, сколько ему нужно, не вызывая каких-либо проблем с трещинами, и вы получаете себе кремниевый анод, который придает вашей батарее довольно впечатляющие свойства и срок службы.

Эти свойства включают увеличение плотности энергии примерно на 30% по сравнению с технологиями современного поколения, до 350 Втч/кг, а также возможность очень быстрой зарядки со скоростями, которые могут за 5 минут зарядить батарею для пробега на 400 километров. Это ненамного дольше того, как быстро можно заправить бак бензином, и если бы существовала инфраструктура для перемещения такого количества энергии, это был бы скачок вперед, который изменил бы ситуацию в автотранспорте.

Батареи с такими электродами также хорошо заряжаются при температурах значительно ниже нуля, с чем могут столкнуться другие литиевые батареи, и компания заявляет, что ее электроды не страдают от отложений лития, которые могут привести к образованию опасного дендрита, который может закоротить батареи и привести к их загоранию. Таким образом, они будут явно безопаснее, чем сейчас.

Enevate, инвестировав около 111 млн. долл. США в основные компании, в том числе LG, Samsung, Mitsubishi, Renault и Nissan, теперь заявляет, что ее ячейки готовы к большому времени работы. В интервью газете Charged EVs, Парк сказал, что Enevate разрабатывает пакеты для моделей 2024 и 2025 годов, чтобы их ячейки могли использоваться в потребительских товарах крупных производителей. Нет никаких объявлений о том, для кого или для чего именно они делают пакеты, но список компаний выше внушает уважение.

Однако, насколько нам известно, инфраструктура для поддержки быстрой зарядки по тем параметрам, о которых мы здесь говорим, просто еще не существует. Зарядные устройства Tesla V3 в настоящее время способны «заправить» электромобиль мощностью 250 киловатт, что даст вам расстояние в 133 км, за пять минут.

Батареи Enevate будут заряжаться в три раза быстрее, около 0,75 мегаватт, что является огромным энергопотреблением. Альтернативный метод может включать в себя непрерывную зарядку массивных суперконденсаторов в течение всего дня с более медленной скоростью, чтобы у них было достаточно энергии для сверхбыстрой зарядки автомобилей, когда им это нужно, но мы еще не увидели ничего подобного в действии и размеры этих суперконденсаторов могут оказаться запредельными.

Тем не менее, по-видимому, существует целый ряд потенциально жизнеспособных решений, выкристаллизовавшихся из огромного количества исследований аккумуляторов, которые находятся в стадии реализации, и кажется очевидным, что электромобили будут значительно расти как по дальности, так и по скорости зарядки в течение следующих нескольких лет.