Зарядить аккумуляторную батарею за пять минут. Чем заменят графит

Как правило, для полной зарядки электромобиля требуется больше часа. Начните разговор об электромобилях, пройдет менее пяти минут, и найдется тот, кто спросит о времени зарядки — параметре, который все еще далек от идеала.

Пятиминутная зарядка батареи считалась невозможной, пока израильская компания StoreDot не выпустила первую заводскую партию своих литий-ионных аккумуляторов.

В существующих литий-ионных батареях, из-за его способности улавливать литий, широко используют графит: чем больше ионов и электронов сможет поймать такая ловушка, тем большей энергоемкостью самой батареи. А, чем больше емкость аккумулятора, тем медленнее он разряжается. Увеличить этот параметр можно только увеличивая объем графита, а вот это уже не хорошо, массивные аккумуляторы – лишний вес. Поэтому, сегодня, графит в составе батарей пытаются заменить соединениями германия или кремния.

В аккумуляторах StoreDot графит в аноде заменили полупроводником из наночастиц германия, он растворим в воде и с ним легко работать.Позже StoreDot планирует использовать кремний, который намного дешевле, и ожидается, что эти прототипы появятся позже в этом году. Инвесторами проекта стали Daimler, BP, TDK и Samsung.

Десятки компаний по всему миру разрабатывают аккумуляторы с быстрой зарядкой, при этомTesla,EnevateиSila Nanotechnologiesработают над силиконовыми электродами.Echion, рассматривают соединение в котором используются наночастицы оксида ниобия.

С середины прошлого года ряд ведущих китайских поставщиков элементов питания представили запатентованные технологии производства аккумуляторов «от элемента к корпусу», которые, проще говоря, уменьшают массу неактивных материалов в аккумуляторном блоке, тем самым увеличивая его плотность энергии.

Современная аккумуляторная батарея быстрой зарядки включает:

• Наноматериалы:наночастицы в качестве активного материала важны своей высокой электрохимической активностью и предназначены для увеличения проводимости, обеспечивают сверхбыструю зарядку и более высокую плотность хранения.
• Связующие вещества для анодов: используются для прикрепления частиц активных материалов и проводящих добавок; имеют низкое сопротивление.
• Добавки для электродов:уменьшают механическое напряжение и предотвращают нежелательные побочные реакции между электродом и электролитом.
• Добавки к органическим электролитам: придают металлоидным анодам повышенную поверхностную и объемную стабильность, улучшая долгосрочную цикличность и срок службы.
• Электромобиль, который заряжается за пять минут, может значительно сократить очереди на зарядных станциях и почти полностью избавит владельцев от беспокойства о запасе хода.

Но все же есть ложка дегтя.

Эксперты считают, что технологии быстрой зарядки, такие как StoreDot, появятся массово на рынке в ближайшие пять лет или около того.Однако, поскольку их производство будет сложнее и дороже, скорее всего, поначалу мы увидим их только на нишевых рынках, ориентированных на высокие характеристики.

Несмотря на то, что в последние годы технология быстрой зарядки привлекла внимание большинства производителей, изучена она еще, крайне, мало. Предстоит прояснить вопросы стабильности аккумулятора, упростить его производство, уменьшить стоимость. Вероятно, в обозримом будущем, графитовые аноды продолжат доминировать на рынке литий-ионных аккумуляторов из-за их низкой стоимости, широкой доступности и технологической зрелости.