Новый прорыв в технологии аккумуляторов может удвоить запас хода электромобилей.

Posted on by Денис

Многие владельцы электромобилей (EV) обеспокоены запасом хода – тем, как далеко они могут проехать, прежде чем им потребуется подзарядка – а также тем, как холодная погода влияет на производительность батареи и как долго длится подзарядка. Недавнее исследование, опубликованное в Nature 25 февраля, предполагает, что мы можем быть на пороге одновременного решения обеих этих проблем.

Как исследователь, я рад поделиться результатами работы нашей команды из Университета Нанькай, возглавляемой профессором Чжао Цин и академиком Чэнь Цзюнем, в сотрудничестве с Ли Юном из Шанхайского института источников космической энергии. Мы разработали новую литий-ионную аккумуляторную технологию, которая значительно повышает её мощность. Мы достигли удельной энергии в 700 Втч/кг, что является значительным прорывом. Для справки, современные аккумуляторы для электромобилей обычно достигают около 250-255 Втч/кг, и даже перспективные твердотельные аккумуляторы, по прогнозам, будут около 500 Втч/кг. Эта новая разработка предлагает существенное улучшение по сравнению с существующими и ближайшими аккумуляторными технологиями.

Как аналитик, я считаю, что этот прорыв фундаментально меняет правила игры для электромобилей. Представьте себе это так: если у вас два топливных бака одинакового веса, но один вмещает в три раза больше топлива, вы можете проехать гораздо дальше. Эта новая технология аккумуляторов, по сути, делает то же самое – она почти утраивает количество энергии, которое мы можем хранить в аккумуляторе того же веса. Что это значит для водителей, так это потенциал значительно большей дальности без необходимости добавлять громоздкие и тяжелые аккумуляторы. Это большой шаг к тому, чтобы сделать электромобили более практичными и эффективными.

Недавнее увеличение мощности батарей связано с жидкостью внутри, называемой электролитом. Эта жидкость представляет собой комбинацию солей лития и растворителей, которые используют кислород, чтобы помочь ионам лития перемещаться. Хотя эта система работает, у неё есть недостатки. Жидкость довольно густая и распределяется неравномерно. Кроме того, она плохо работает при низких температурах, что объясняет, почему у электромобилей часто снижается дальность хода зимой.

Китайская исследовательская группа экспериментировала с новой жидкостью для аккумуляторов, изготовленной с использованием фторированных углеводородных растворителей. Вместо использования кислорода для транспортировки лития внутри аккумулятора, они использовали фтор. Эта корректировка повысила способность жидкости распространяться и покрывать поверхности, что означает, что для эффективной работы аккумулятора требуется меньше жидкости. Получившаяся более тонкая и текучая жидкость также позволяет быстрее передавать энергию.

Эта новая конструкция аккумулятора исключительно хорошо работает в холодную погоду. В отличие от старых аккумуляторов, которые испытывают трудности или перестают работать при заморозках, эти новые элементы могут работать при температуре -58°F. Примечательно, что даже при этой экстремально низкой температуре аккумулятор сохраняет плотность энергии почти 400 Втч/кг – лучше, чем многие лучшие электромобили достигают при комнатной температуре.

Как владелец электромобиля, я был заинтригован услышать, как работает эта новая технология аккумуляторов. Ученые объяснили, что им действительно пришлось тщательно настроить жидкость внутри аккумулятора – по сути, создать достаточно ‘пространства’ для перемещения ионов лития. Они заменили кислород на фтор, и это открыло значительное улучшение. Это как убрать препятствие на дороге, позволяя аккумулятору быть легче и вмещать больше энергии. Это меняет правила игры для запаса хода и производительности!

Твердотельные аккумуляторы являются важной целью для многих компаний, но обычно их энергоёмкость достигает максимума в 400 Втч/кг. Недавние исследования показывают, что традиционные «жидкие» аккумуляторы, с использованием улучшенных материалов, фактически могут превзойти твердотельную технологию. Если удастся успешно масштабировать производство, это открытие может существенно повлиять на такие отрасли, как электромобили, грузовики для доставки и даже самолеты.

Эти новые батареи обладают потенциалом для питания передовых роботов и даже космических технологий. В настоящее время показатель 700 Втч/кг относится к одной аккумуляторной ячейке, но даже когда эти ячейки объединяются в полноценный аккумуляторный блок, прирост производительности будет значительным. Это исследование показывает, что технология литиевых батарей все еще имеет пространство для улучшения и ставит под сомнение ожидания, связанные с твердотельными батареями.

Смотрите также

2026-02-27 20:41