Революція в електромобілях: Твердотільні батареї з Китаю обіцяють понад 1000 км пробігу на одному заряді

Інноваційна технологія демонструє щільність енергії понад 500 Вт·год/кг, що на 30% вище, ніж у сучасних літій-іонних аналогів. Джерело зображення: Getty Images/xia yuan
• Розробники стверджують, що ці батареї здатні забезпечити пробіг понад 1000 кілометрів на одному заряді, а майбутні версії обіцяють ще кращі показники.

Науковий прорив від Університету Нанькай

Вчені з Університету Нанькай (Тяньцзінь) розробили високоефективну твердотільну акумуляторну систему. За заявами представників університету, ця технологія вже була успішно інтегрована в реальний автомобіль і пройшла тестові випробування на довгі дистанції.

Переваги нової технології

Ключовою перевагою нової розробки є щільність енергії, що перевищує 500 Вт·год/кг. Це на 30% більше порівняно з провідними на сьогодні літій-іонними батареями, які мають показник близько 300 Вт·год/кг. Вища щільність енергії означає можливість зберігати більше енергії (і, відповідно, забезпечувати більший запас ходу) при меншій вазі та компактніших розмірах. Хоча деталі про конкретний автомобіль, у якому проводилися випробування, наразі обмежені, подальша інформація свідчить, що це був прототип, розроблений дочірнім підприємством China FAW Group, яке спеціалізується на виробництві акумуляторів – China Automotive New Energy Battery (CANEB).

Безпека та довговічність

Твердотільні акумулятори мають низку переваг порівняно з традиційними літій-іонними аналогами. Вчені наголошують на підвищеній безпеці: рідкі електроліти в літій-іонних батареях є легкозаймистими, тоді як тверді електроліти негорючі та менш схильні до катастрофічних збоїв. Крім того, твердотільні електроліти можуть забезпечити довший термін служби завдяки зменшенню утворення дендритів (металевих шипів, що спричиняють короткі замикання) та деградації, пов’язаної з рідкою хімією.

Потенціал для швидкої зарядки

Хоча технологія все ще перебуває на стадії розробки, деякі матеріали для твердотільних акумуляторів потенційно можуть забезпечити швидше заряджання завдяки вищій іонній провідності твердого електроліту.

Інноваційна конструкція

Нова батарея використовує літій-багатий марганцевий катод та гібридну твердо-рідку систему електроліту. Така гібридна конструкція поєднує переваги твердотільної архітектури з “суперзволожуючим” композитним електролітом, що покликаний покращити іонну провідність та безпеку. “Суперзволоження” означає здатність електроліту рівномірно розподілятися та повністю проникати в поверхні й пори матеріалів акумулятора, максимізуючи контакт з активними матеріалами для ефективнішого переміщення іонів. Батарея також оснащена літієвою анодною технологією, розробленою для зниження виробничих витрат через спрощення процесу виготовлення. Поточний акумуляторний блок має загальну ємність 142 кіловат-години. Щільність енергії на рівні системи становить 288 Вт·год/кг, а не 500 Вт·год/кг, якщо розглядати лише окремий елемент. Цей показник враховує системи охолодження, кабелі, структурні елементи та захисне обладнання, що є типовим для звітності щодо акумуляторів електромобілів у галузі.
• Вчені створили новий твердотільний натрій-іонний акумулятор: стверджують, що він зробить електромобілі дешевшими та безпечнішими.
• Новий винахід двигуна для електромобілів може зменшити вагу майбутніх авто на 450 кг, зробивши їх легшими та збільшивши запас ходу.
• Toyota планує запустити перший у світі електромобіль із твердотільним акумулятором до 2027 року: очікується, що вони прослужать довше та заряджатимуться швидше. Розробники зазначають, що майбутні версії можуть досягти щільності понад 340 Вт·год/кг на рівні блоку та загальної ємності 200 кВт·год, що дозволить подолати позначку в 1600 км пробігу. Демонстрації заплановано на цей рік. Запас ходу в 1600 км стане значним кроком вперед порівняно з найсучаснішими електромобілями, доступними сьогодні. За даними EV.com, середня дальність пробігу електромобілів, випущених у 2024 році, становила 455 км, а топові моделі досягали 825 км. Результати розробки твердотільної батареї є результатом співпраці університету та промисловості. Хоча ці дослідження ще не пройшли незалежну експертну оцінку, вони демонструють стрімкий прогрес у переході від лабораторних експериментів до реальних випробувань твердотільних акумуляторів, що може суттєво вплинути на запас ходу, безпеку та загальну продуктивність електромобілів.

ТЕМИ

Sourse: www.livescience.com