Volvo намерена максимально эффективно использовать литий-ионные аккумуляторы
Шведский производитель планирует сделать свои батареи следующего поколения более энергоемкими, что повысит диапазон электромобилей.
Несмотря на то, что литий-ионные батареи существуют уже давно, становится ясно, что изменения в их химическом составе и переосмысление того, как они используются в автомобилях, приведут к серьезным улучшениям.
В аккумуляторной батарее Volvo первого поколения используются двухслойные стандартизованные модули. Содержание никеля в катоде (положительный электрод на основе никеля) было увеличено, а зависимость от кобальта уменьшилась.
На сегодняшний день продолжаются работы по улучшению анода (отрицательный электрод на основе графита) путем добавления кремния для повышения плотности энергии. Volvo надеется, что эти улучшения дадут ее батарее второго поколения, которая должна появиться в 2024 году, плотность энергии значительно выше 700 Втч на литр. На следующем этапе в игру вступят новые материалы, вплоть до анодов из чистого лития - святого Грааля с точки зрения разработки литий-ионных аккумуляторов.
Пока это оказалось невозможным из-за образования на аноде «дендритов», похожих на усики, которые в конечном итоге приведут к короткому замыканию ячейки. Литий-металлические аноды представляют собой огромный скачок в конструкции аккумуляторов, обеспечивая плотность энергии около 1000 Вт / ч на литр, что, по словам Volvo, «приблизится к настоящим твердотельным батареям».
В этом заслуга нового шведского партнера компании по разработке аккумуляторов, Northvolt, который в начале этого года приобрел стартап-компанию в Кремниевой долине Cuberg для своей технологии литий-металлических аккумуляторов, которая изначально предназначалась для самолетов.
Новый электролит предотвращает проблемы с литий-металлическими анодами, использование которых может увеличить емкость аккумулятора и радиус действия на 70% по сравнению с традиционной литий-ионной технологией. Это изобретение должно появиться в электромобилях Volvo во второй половине этого десятилетия.
Нынешние стандартизированные модульные батареи Volvo будут заменены элементами, дающими ровный пол, а затем, третьим поколением, которые станут структурной частью пола. Для этого призматические ячейки будут помещены в алюминий, а затем склеены вместе, чтобы сформировать герметичный блок.
Другие улучшения, такие как уменьшение внутреннего сопротивления и улучшенное управление температурой батарей в третьем поколении, а также архитектура на 800 В, должны обеспечить время зарядки 10-80% всего за 15 минут.
Volvo уверена, что качество достигло такого уровня, при котором необходимость в замене модулей (что уже случается редко) будет практически полностью устранена. Ожидается, что интеграция с конструкцией автомобиля снизит вес до такой степени, что общая плотность энергии транспортного средства увеличится еще на 20%, что приведет к дальнейшему увеличению дальности до 950 км.
Аккумуляторы уже производятся на заводе Northvolt с годовой мощностью 15 ГВт, чего достаточно для примерно 150 000 автомобилей. Партнеры планируют построить новый завод мощностью 50 ГВт-ч, производящий батареи для 500 000 автомобилей в год.
Volvo уверена, что эти объемы, а также переработка минеральных и химических элементов аккумуляторов резко снизят стоимость ее электромобилей до аналогичных автомобилей с ДВС к середине этого десятилетия. Переработка и использование 100% возобновляемых источников энергии для производства также сделает их экологически безопасным предложением.
