Созданы аккумуляторная батареи, ёмкость которых разрешит бюджетным электромобилям удаляться от розетки на 400–500 километров.

В Лоуренсовской национальной лаборатории в Беркли (США) показан пример литий-серной батареи с ёмкостью, в два раза превышающей показатель простого литий-ионного аккумулятора и наряду с этим талантливой пережить 1 500 циклов зарядки-разрядки с умеренной утратой собственных качеств. Говоря несложнее, это самая живучая батарея изо всех когда-либо созданных.

Смотрите кроме этого: Титан придал литий-воздушным батареям невиданную долговечность

Похоже, новый тип накопителей в прямом смысле готов попросить на выход литий-ионные аккумуляторная батареи, причём с громадной пользой для потребителей — от обладателей электромобилей до молящихся на новые планшеты и смартфоны. Инженеры, подарившие нам современные литий-ионные батареи, сделали громадное дело. Попытайтесь представить мир без них: совместно со смартфонами вы носили бы тяжёлый и страшный свинцовый аккумулятор…

Сейчас литий-ионные батареи с их 200 кг•и/Вт достигли некоего равновесия: этого уже достаточно, дабы дорогие электромобили а-ля Tesla Model S прогуливались по 400–500 км, но ещё мало, дабы их аналоги «дешевле $100 тыс.» радовали нас чем-то подобным.

Элтон Кэйрнс и Ко намерено создали для собственного катода серо-графеновый оксид (S-GO). (Тут и ниже иллюстрации Berkeley Lab.)

Другими словами до тех пор пока теснить простых производителей у «электроников» получается лишь в премиальном сегменте. Скажем, в Калифорнии они побили по продажам уже с дюжина дорогих автобрендов. Но имеется ясное познание: до тех пор пока ёмкость не дойдёт хотя бы до 350–400 Вт•ч/кг, ничего не изменится, электроавто так и останутся яппи-уделом.

Более того, « ёмкости» будет мало — литий-воздушные батареи добились и не для того чтобы, да лишь для начала беседы с автоиндустрией нужна ещё живучесть, и тут кроме того тысяча циклов не предлог для самоуспокоения. Что вы сообщили бы про авто с дальностью 500 км и потолком в 500 циклов зарядки-разрядки? «Не желаете поменять батареи (ценой с простую бюджетную машинку) чаще самого электромобиля»? А это возможно: формальное перемножение километров пробега на циклы тут мало оказывает помощь, поскольку неполная зарядка и рекуперативное торможение-разрядка плюс зима смогут укоротить неспециализированный пробег до замены аккумуляторная батарей на 20% от расчётного.

Да, и это не упоминая того, что нынешние литиевые батареи всё равняется получаются тяжёлыми, а также у Tesla электромобиль приличной дальности весит за две тонны (да и то за счёт недешёвого и энергоёмкого в производстве алюминия)… Снова же, две тонны — это гарантия большого расхода на километр: 20 кВт•ч на 100 км пробега считается лучшей экономичностью для дальних электроавто. Само собой, их собратья с более компактными батареями (на 160 км) тратят меньше — в большинстве случаев около 12–14 кВт•ч на сотню.

Будь аккумуляторная ёмкость электрических легковых «дальнобоев» в два раза выше, их энергопотребление также имело возможность занимательно сократиться, снижая требования к той же ёмкости (да, спираль экономичности).

Так вот, несколько Элтона Кэйрнса (Elton Cairns) из Национальной лаборатории Лоуренса обратила внимание именно на литий-серную альтернативу, и обстоятельств тому большое количество. «КЛ» неоднократно подчёркивала: лития, добываемого по сегодняшним разработкам, мало; он, к примеру, щедрее всего рассыпан в таковой стране с примерно-стабильной и действенной экономикой, как Афганистан. Массовая электромиграция способна короновать литий как Новую Нефть (со всеми вытекающими армейскими последствиями), а ведь мирэкономика ещё от углеводородных войн толком не отдохнула. Сера, частично заменяющая лёгкий металл, быстро снизит остроту неприятности в будущем, вот лишь сжатие и расширение материалов батареи при работе ведёт к тому, что серные частицы со временем изолируются от электродов, переставая отдавать им запасённую энергию.

Как раз исходя из этого господин Кэйрнс и компания применили бутадиен-стирольные каучуки (правильнее — связующее на их базе) для придания эластичности материалу катода литий-серной батареи. Помимо этого, в движение отправился и новый состав поверхностно-активного вещества, и внедрён новый электролит на базе ионной жидкости, в которой не растворяются полисульфиды (как это бывало в литий-серных батареях, со временем терявших собственный функционал). Принципиально важно да и то, что ионная жидкость не горит и практически не испаряется, в частности электролит довольно часто делается головной болью по имени «безопасность» у самых-самых аккумуляторная батарей.

Деградация батареи — всего 0,039% на любой цикл. Рекорд живучести для литий-серных аккумуляторная батарей!

Что в итоге? Создана батарея с начальной ёмкостью, превышающей 500 Вт•ч/кг, другими словами такая, которая обеспечит дальность лучшей модификации Tesla Model S при массе всего в 160 кг! Определённо, такое электроавто наконец-то серьёзно скинет вес, сохранив 400–500 км разового пробега, и снизит энергозатраты (за счёт меньшего веса).

Со временем ёмкость экспериментальной литий-серной батареи, очевидно, понижалась, но и через 1 500 циклов превышала 300 Вт•кг. Кроме того с таким показателем 200-килограммовой батареи с лихвой хватит для 500-километрового электроудара по распутью. Да и, строго говоря, доездиться до 1 500-й заправки сможет не каждый автовладелец: у простого человека на это уйдут десятки лет.

Как со ценой? Сера не только надёжнее, но и дешевле лития, и широко-повсеместно распространена. Оттого разработчики в поте лица ищут промышленных партнёров, заинтересованных в коммерциализации и доводке их детища.

Не смотря на то, что трудов в данной части истории предстоит ещё ого-го, желающие обязательно найдутся.

Подготовлено по данным Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли.

Создатель: Александр Березин

Случайная статья:

• Amd radeon r9 290x: графический флагман за $549
• Ordnung uber alles или что не так в uber

Dragnet: Claude Jimmerson, Child Killer / Big Girl / Big Grifter

Похожие статьи:

• Титан придал литий-воздушным батареям небывалую долговечность

  Похоже, новый тип накопителей в прямом смысле готов попросить на выход литий-ионные аккумуляторная батареи, причём с громадной пользой для потребителей —…

• Как заряжать и обслуживать литий ионный аккумулятор

  Портативные разработки фактически идеальны, но они нуждаются в независимом источнике питания. По сути, это единственный недочёт таких устройств. Для…

• Новая литий-ионная батарейка в 2 тысячи раз мощнее и в тысячу раз быстрее заряжается

  Исследователи из Университета Иллинойса создали новую разработку литий-ионных батарей, каковые в 2000 раз замечательнее сопоставимых аналогов. По словам…