Чудо-батарея, которая удвоит запас автономности электромобилей, готова к испытаниям
Калифорнийский стартап QuantumScape заявил, что решил все проблемы батарей с твердотельными электролитами. Новый тип литий-металлического аккумулятора благодаря уникальному сепаратору и аноду способен превзойти литий-ионные аккумуляторы по всем пяти ключевым характеристикам. По крайней мере такие громкие заявления высказывают его разработчики.
Создатели нового аккумулятора отмечают, что электрокар с такой батареей на 80% можно будет зарядить за 15 минут, а запас хода увеличится почти вдвое. Кроме того, новая батарея отличается более длительным сроком службы, более низкой ценой и более высоким уровнем безопасности, сообщает Technology Review.
Особенности разработки
Использование твердотельного электролита вместо обычного жидкого позволяет запасать в батареях существенно больше энергии по массе и объему. Однако создание аккумулятора, способного конкурировать с нынешними литий-ионными батареями в электромобилях по скорости зарядки и разрядки, сроку службы и безопасности оказалось непростым.
В начале года Джагдип Сингх, исполнительный директор QuantumScape, рассказал, что его компания разработала прорывную технологию, и ею уже заинтересовалась Volkswagen, которая собирается оснащать твердотельными аккумуляторами свои автомобили и грузовики с 2025 года. VW инвестировала в стартап 300 миллионов долларов и создала совместное предприятие по производству этих батарей.
Однако, до сих пор мало что было известно о технологии QuantumScape, пока 8 декабря компания не предоставила прессе результаты лабораторных исследований. Некоторые детали все еще остаются в тайне, в частности, ряд ключевых материалов и процессов, но, по словам Сингха, твердотельная батарея QuantumScape способна увеличить продажи электромобилей, поскольку имеет преимущества над конкурентами по запасу хода, скорости зарядки, сроку службы, цене и безопасности.
Характеристики батареи QuantumScape
Аккумулятор способен заряжаться до 80% за 15 минут и сохраняет более 80% своей емкости после 800 с лишним циклов, что в среднем эквивалентно 386 000 км пробега (примерно 14-16 лет обычной эксплуатации автомобиля).
Также батарея продемонстрировала низкую степень деградации даже после агрессивной зарядки и разрядки. Наконец, компания утверждает, что такой аккумулятор способен увеличить запас хода электротранспорта более чем на 80% по сравнению с обычными литий-ионными батареями. То есть на примере не самой большой по мощности батареи Tesla пробег увеличится с 500 км до 900 км.
Преимущества разработки стартапа
Одна из главных инноваций стартапа - разработка керамического электролита, который служит также разделителем. Толщиной всего несколько десятков микрометров, он снижает образование дендритов, но остается проницаемым для ионов лития. Сингх отказался назвать материал, из которого сделан этот сепаратор, заявив, что это один из самых больших секретов компании.
Другим большим достижением является то, что батарея проводится без отдельного анода. Когда она заряжается, ионы лития в катоде движутся через сепаратор и формируют идеально плоский слой между ним и электрическим контактом. Затем, в ходе разрядки, почти все ионы возвращаются к катоду. Такая конструкция снижает массу, объем и стоимость батареи.
Применение
Результаты лабораторных тестов придется еще подтвердить в полевых условиях, но Сингх убежден, что технология готова к серийному производству и не требует никакого дополнительного прорыва в химии.
