Двоен пробег на е-колите с новооткрита китайска батерия

Прословутият арктически студ в Тексас отпреди пет години разкри сериозна слабост на електромобилите: много шофьори бяха принудени да изоставят автомобилите си, след като останаха блокирани с изтощени батерии и без зарядна станция наблизо. Докато студеното време обикновено намалява пробега с около 10%, екстремно ниските температури могат да го съкратят с до 40% и да увеличат времето за зареждане с до 300%. Добрата новина е, че това скоро може да остане в миналото: китайски учени са разработили електролит за батерии, който работи при всякакви климатични условия и не само запазва висока енергийна ефективност при студ, но и увеличава пробега на електромобилите.

Разработен от Нанкайския университет и Шанхайския институт за космически енергийни източници, новият електролит позволява на литиево-металните батерии да достигнат енергийна плътност над 700 Wh/kg значително повече от приблизително 300 Wh/kg при съвременните висок клас литиево-йонни батерии. Това може да увеличи пробега на електромобилите от сегашните 500–600 км до над 1000 км.

Флуор-базираният електролит подобрява преноса на йони и стабилността, като преодолява ограниченията на традиционните разтворители, които водят до слаба ефективност при студено време. За разлика от стандартните течни електролити, които се сгъстяват и отказват при ниски температури, тази система запазва енергийна плътност от около 400 Wh/km при -50°C и продължава да функционира дори при -70°C. За сравнение, най-ниската температура, измервана някога в Северното полукълбо, е -69,6°C. Учените са заменили традиционната кислородна структура с флуорна, използвайки монофлуорирани алкани. По-слабото взаимодействие на флуора с литиевите йони позволява по-бързото им освобождаване и движение, решавайки проблема между бързото зареждане и ефективния пренос. Освен това електролитът е полутвърд, което намалява запалимите компоненти и подобрява безопасността при високи температури.

Още по-добре — тези „чудо батерии“ може да станат масова реалност по-скоро, отколкото се очаква. Изследователите и индустриални партньори като Китайската компания за нови енергийни батерийни технологии за автомобили планират ограничено серийно производство още тази година. Освен в електромобили, технологията може да се използва в космически апарати, дронове и интелигентни роботи, работещи в екстремни условия.

Технологиите за батерии при електромобилите се развиват бързо, водени от нуждата от по-дълъг пробег, по-бързо зареждане, по-голяма безопасност и по-ниска цена. За следващ голям пробив се смятат твърдотелните батерии (SSB), които заменят запалимите течни електролити с твърди материали, осигурявайки по-висока енергийна плътност, по-бързо зареждане и по-нисък риск от пожар. Тойота планира да ги комерсиализира между 2027–2028 г., с пробег над 1000 км и зареждане за около 10 минути, в партньорство с японската компания Идемицу.

Компанията КуантъмСкейп вече демонстрира батерии с над 1000 цикъла на зареждане, запазващи 95% от капацитета си, което предполага пробег над 500 000 км без значителна загуба. Междувременно Самсунг SDI планира масово производство до 2027 г., с пробег около 960 км, зареждане за 9 минути и живот до 20 години.

Наред с това се развиват и други технологии. Батериите със силициев анод заменят графита със силиций, увеличавайки капацитета и намалявайки теглото. Амприус Технолоджис разработва решения с над 500 Wh/kg, а Сила Нанотекнолоджис си партнира с Панасоник за внедряване в производство.

Популярни са и литиево-железо-фосфатните батерии (LFP), които са по-евтини, по-безопасни и по-дълготрайни. Тесла вече ги използва в стандартните си модели, макар че те предлагат по-малък пробег около 320-480 км, въпреки че новите разработки се стремят към над 1000 км.

Сред други обещаващи технологии са батериите с графен за по-бързо зареждане, натриево-йонните батерии като по-евтина алтернатива и литиево-серните батерии, които обещават още по-висока енергийна плътност.

Източник: Oilprice.com