Представлені акумулятори для електромобілів майбутнього

Представлені акумулятори для електромобілів майбутнього

В кінці листопада американська компанія QuantumScape, яку до цього десять років грошима підтримували тільки фонд Білла Гейтса і Volkswagen, стала публічною і вийшла з тіні. Відразу було заявлено, що розробляються компанією твердотілі літій-металічні акумулятори стануть батареями для електромобілів другого покоління, які по дальності ходу зрівняються з автомобілями на двигунах внутрішнього згоряння. Сьогодні компанія з цифрами в руках доводить свою правоту.

До розробки QuantumScape, яка десять років тому вийшла зі стін Стенфордського університету, твердотілі літій-металічні акумулятори вважалися перспективними, але з масою негативних побічних явищ. Зокрема, вони були безпечнішими й більшою ємністю, ніж літій іонні, але володіли вузьким робочим температурним діапазоном. Акумулятори QuantumScape, як стверджують розробники, вільні від дитячих хвороб твердотілих літій-металічних акумуляторів і можуть стати комерційно здійсненними вже через чотири роки.

Головною особливістю твердотілих літій-металічних акумуляторів QuantumScape можна вважати те, що акумулятори не мають анода. Точніше, при виробництві акумуляторів QuantumScape анод не виробляють. Цей електрод формується в уже зібраному акумуляторному осередку шляхом осадження металевого літію в процесі зарядження осередку.

У компанії пишаються, що анод акумулятора спроєктований з «нульовим перевищенням літію». Інакше кажучи, в процесі виробництва осередку нема потреби навіть в мінімальній кількості літію у вигляді фольги або осадження в місці формування анода. Це помітно здешевлює і спрощує виробництво осередків.

Ще одним важливим винаходом QuantumScape стало створення керамічного сепаратора, що розділяє електроди. Сепаратор QuantumScape тонше за людську волосину і не легко запалювальний. У звичайному літій-іонному осередку сепаратор виготовляється з органічних матеріалів і служить однією з причин пожежонебезпеки елементів.

Що також важливо, акумулятори зберігають робочі характеристики при температурі -30 ° C, чого неможливо було досягти за допомогою альтернативних розробок.

Нарешті, QuantumScape обіцяє довести ємність комерційних твердотілих літій-металічних акумуляторів до перевіреного в лабораторіях максимуму 1000 Вт · год / л. Тим самим ємність акумуляторів може вирости на 80% в порівнянні з кращими сучасними літій-іонними осередками та довести запас ходу електромобілів до величин, які можна порівняти з можливостями автомобілів на двигунах внутрішнього згоряння.

Отже, головні особливості розробки такі: 

По-перше, зарядка до 80% ємності за 15 хв, що майже вдвічі швидше, ніж у літій-іонної батареї електромобіля Tesla Model 3, однієї з лідерів за цим показником.

По-друге, збереження понад 80% ємності після 800 циклів заряду і розряду, що говорить про потенційний термін служби батареї в кілька сотень тисяч кілометрів (Tesla дає гарантію до 240 000 км).

І по-третє, об’ємна щільність енергії в 1000 Вт год / л, що приблизно на 80% більше, ніж у найсучасніших літій-іонних осередків.