Новые батареи: купить биметаллические батареи по низким ценам – интернет-магазин ВсеИнструменты.ру

QuantumScape заявил о революции в производстве аккумуляторов

Американская компания QuantumScape представила результаты тестирования новой ячейки для аккумуляторной батареи электромобиля. Главные особенности разработки таковы: во-первых, зарядка до 80% емкости за 15 мин, что почти вдвое быстрее, чем у литий-ионной батареи электромобиля Tesla Model 3, одной из лидеров по этому показателю.

Во-вторых, сохранение свыше 80% емкости после 800 циклов заряда и разряда, что говорит о потенциальном сроке службы батареи в несколько сотен тысяч километров (Tesla дает гарантию до 240 000 км). И в-третьих, объемная плотность энергии в 1000 Вт ч/л, что примерно на 80% больше, чем у самых современных литий-ионных ячеек. Это значит, что и емкость батареи будет соответствующей, а по запасу хода электромобили на таких батареях сравняются с автомобилями с ДВС. Что не менее важно, ячейка сохраняет свои характеристики до температур около -30 градусов по Цельсию, в то время как литий-ионные батареи демонстрируют снижение показателей в таких условиях. Да, и новая батарея не воспламеняется.

Ячейка QuantumScape построена по технологии твердотельных батарей: в них используется твердый электролит, а не жидкий, как в наиболее часто используемых сегодня литий-ионных батареях. Твердотельные батареи уже несколько десятков лет считаются одной из самых перспективных технологий, однако нерешенные технические проблемы пока не позволяли исследователям говорить о коммерческих перспективах.

Калифорнийский стартап QuantumScape был основан в 2010 г. профессором Стэнфордского университета Фрицем Принцем и выпускником этого университета Джагдипом Сингхом. С 2012 г. компания начала работать с Volkswagen, а в 2018 г. немецкий автогигант вложил в стартап $100 млн, став крупнейшим акционером. В том же году представители обеих компаний заявили, что начинают подготовку к массовому производству твердотельных батарей. В июне 2020 г. Volkswagen инвестировал в QuantumScape еще $200 млн. В ноябре 2020 г. QuantumScape провела IPO на Нью-Йоркской бирже путем слияния с уже вышедшей на биржу специализированной компанией для поглощений (SPAC). Сделка помогла стартапу привлечь еще $700 млн, которые будут направлены на организацию производства, а котировки акций компании с тех пор выросли уже втрое до уровня в $75 за акцию. По словам представителей QuantumScape и Volkswagen, производство начнется в 2025 г.

Ячейку QuantumScape отличает ряд особенностей. Для формирования анода ей не требуется даже минимальное количество лития, что удешевляет процесс производства. Кроме того, в ячейке используется особый тончайший керамический сепаратор, который разделяет электроды. На его разработку компании потребовалось пять лет, и точное описание материалов, используемых для его изготовления, является главной коммерческой тайной компании. А основной задачей QuantumScape теперь будет создание многослойных ячеек и составление из них целой аккумуляторной батареи. Как отмечают специалисты, эта задача не так проста, как может показаться, поэтому компания еще может столкнуться со сложностями, которые могут привести к сдвигу заявленных сроков начала производства и даже к полной неудаче проекта.

QuantumScape и Volkswagen не единственные компании, которые проводят исследования в этой области. Японский автопроизводитель Toyota ранее заявлял о планах наладить выпуск электромобилей с твердотельными аккумуляторными батареями к 2025 г. Другой американский стартап, Solid Power, основанный шесть лет назад, заручился поддержкой таких автокомпаний, как BMW, Ford и Hyundai, и рассчитывает запустить производство в 2026 г. Однако до демонстрации работающего аккумулятора дело пока не дошло ни у кого.

Новые батареи 4680, Tesla за $25 тыс. и новая Model S с разгоном до «сотни» менее чем за 2 с. Главные анонсы батарейного мероприятия Tesla Battery Day

В ночь на 23 сентября Tesla провела в Пало-Альто ежегодное собрание акционеров и долгожданное батарейное мероприятие Battery Day, посвященное последним достижениям и ближайшим планам. Мы собрали в одном месте ключевые анонсы.

Литий-ионный элемент нового формата 4680

• Один из главных анонсов — нашумевшая принципиально новая батарея собственной разработки Tesla. Накануне в сеть попали фотографии прототипов элементов нового формата — дизайн подтвердился. Цилиндрический элемент нового формата 4680 (46 мм — диаметр, 80 мм — высота) использует запатентованную производителем бесконтактную/ширококонтактную (tabless) конструкцию, выделяющуюся более низкими значениями внутреннего сопротивления — вместо контактной пластины ток подается через широкий контакт по всему краю полоски электрода. Как рассказал Дрю Баглино, старший вице-президент подразделения, занимающегося разработкой силовых установок и батарей, инженеры Tesla сделали «лазерную гравировку» на катодной фольге в ячейке, чтобы создать «спираль с черепицей», что привело к сокращению длины прохождения заряда до 50 мм по сравнению с 250 мм в нынешних ячейках.

• По сравнению с элементами формата 2170 (производятся Panasonic на Tesla Gigafactory 1 и устанавливаются в Model 3 и Model Y) новый форм-фактор обеспечивает пятикратный прирост энергоемкости, шестикратное увеличение мощности и позволит увеличить запас хода автомобилей Tesla на 16%. Также производитель говорит о снижении цены ячейки на 14% в расчете на один кВт·ч емкости. Более точной цены производитель не назвал, но ранее звучала цена $100 за кВт·ч емкости. Многие эксперты сходятся во мнении, что после достижения этого рубежа ($100/кВт·ч) наступит поворотный момент и цены на электрические модели опустятся до уровня традиционных машин с ДВС или даже ниже.

• Tesla сама займется производством новых батарейных ячеек 4680. На презентации глава компании Илон Маск заявил, что компания «близка» к запуску пробного производства. В то же время массовое производство новых батарей Tesla, как мы узнали еще вчера, начнется только в 2022 году. В первую очередь они предназначены для будущих автомобилей Semi, Cybertruck и Roadster. При этом Tesla продолжит закупать батареи у сторонних производителей (Panasonic, LG, CATL и других), причем компания говорит об увеличении заказов и готовности покупать столько, сколько поставщики смогут продать.

Снижение цен на Powerpack

Днем ранее Tesla на 27% снизила цены на аккумуляторную систему резервного питания Powerpack — она подешевела с $172 тыс. до $125 тыс. (или до $539 за кВт·ч емкости).

Новый катодный завод Tesla

Tesla построит новый катодный завод для выпуска собственных аккумуляторов в Северной Америке, чтобы сократить затраты на цепочку поставок и упростить производство катодов.

По словам Маска, нынешний процесс неэффективен, и компания придумала, как удешевить производство катодов на 76% и при этом снизить потребление воды до нуля (технология сухого производства катодов без растворителя — разработка компании Maxwell Technologies, которую Tesla купила в 2019 году).

Маск не стал вдаваться в подробности, где и когда будет построен новый завод, но в начале своей презентации он повторил, что планирует построить заводы Gigafactory на всех континентах. Объявляя о строительстве Gigafactory 5 в Остине, штат Техас, Маск заявлял, что рассмотрит город Талса, штат Оклахома, для будущих проектов Tesla.

Новая версия Model S на трансмиссии Plaid

• Tesla представила новую флагманскую Model S на полноприводной трансмиссии Plaid с тремя электродвигателями. Одновременно производитель подтвердил, что новинка выйдет не в этом году, как планировалось изначально, а в конце следующего.
• На прошлой неделе прототип Model S Plaid прошел трассу Лагуна Сека за 1:30. Для сравнения, в прошлом году другой прототип Model S Plaid показал худшее время — 1:36.55, а Lucid Air ранее в этом месяце прошел круг за 1:33.

• На сайте перечислены все ключевые характеристики новой Model S:
  • Разгон с 0 до 100 км/ч — меньше 2 с.
  • Максимальная скорость — 320 км/ч.
  • Запас хода на одном заряде батареи — около 840 км.
  • Время преодления отрезка длиной четверть мили — меньше 9 с.
  • Стартовая цена — $139 990.

Аккумуляторы без кобальта

• Tesla также анонсировала выпуск аккумуляторов с нулевым содержанием кобальта (самый дорогостоящий компонент в современных аккумуляторах электромобилей). Отказ от кобальта также решит важную этическую проблему. Tesla рассматривает три варианта катода на замену кобальтовому — литий-железо-фосфатный LiFePO4 (LFP), никель-марганцевый (NM) и никелевый для создания батарей максимальной энергоемкости.

• Увы, пока Tesla не называет даже примерных сроков появления таких аккумуляторов. Но можно вспомнить, что Panasonic не так давно заявила о планах выпустить такие аккумуляторы в ближайшие два-три года.

Народная Tesla за $25 тыс.

На презентации Tesla Model 3 в 2016 году глава компании Илон Маск пообещал, что электромобиль будет продаваться по доступной цене в $35 000. В итоге, как мы знаем, компании понадобилось три года, чтобы достичь этой цели и выпустить «народную» Tesla Model 3 за $35 000. В 2018 году Илон Маск заявил, что Tesla может выпустить электромобиль стоимостью $25 тыс. в следующие три года. Спустя год он еще раз упомянул об автомобиле Tesla за $25 тыс. и снова привел те же ориентировочные сроки — три года. Заключительным анонсом презентации Tesla Battery Day стала таинственная Tesla стоимостью $25 тыс., которая также получит полноценный автопилот. Имени у автомобиля пока нет, и никаких других подробностей компания не раскрыла, за исключением примерных сроков выпуска — и снова три года. К тому времени Tesla рассчитывает нарастить производство собственных батарей до необходимого уровня. Не исключено, что в конечном итоге этой таинственной Tesla за $25 тыс. станет электрический хэтчбек. Также ранее Илон Маск намекал, что запас хода на одном заряде составит не менее 320 км.

Галерея прототипов Tesla Semi, Roadster, Cybertruck и квадроцикла

На мероприятие Tesla Battery Day компания привезла прототипы готовящихся к выходу новинок — тягача Semi, спорткара Roadster, пикапа Cybertruck и квадроцикла к нему.

Полная запись трансляции

 

DSC-W620/S5000 | Батареи (только для модели DSC-S5000)

Батареи (только для модели DSC-S5000)

О батарее

• Обращайтесь с батареей бережно, не разбирайте, не модифицируйте, берегите от физического воздействия, ударов и падений, не наступайте на нее.

• Если фотоаппарат не используется в течение длительного времени или батареи разряжены, извлеките их из фотоаппарата.

Проверка оставшегося заряда батареи

A: высокий

B: низкий

• В случае установки для параметра [Эко-режим] значения [Стандартный] или [Максимум], если фотоаппарат не используется в течение определенного времени при включенном питании, экран потемнеет, а затем фотоаппарат автоматически отключится (функция автоматического выключения питания).

Батареи, которые можно и которые нельзя использовать с фотоаппаратом

В следующей таблице значок указывает, что батарею можно использовать, а значок указывает, что батарею использовать нельзя.

* Перед использованием батарей ознакомьтесь с мерами предосторожности для каждого типа батареи.

В случае падения напряжения или возникновения других проблем, связанных батареями, исправная работа неподдерживаемых не гарантируется.

Щелочные батареи (прилагаются)/никель-оксидная батарея повышенной емкости (продается отдельно)

• Срок службы щелочных батарей/никель-оксидных батарей повышенной емкости меньше срока службы никель-металлогидридных батарей. По этой причине питание может отключиться, даже если индикатор оставшегося заряда батарей показывает достаточный оставшийся срок службы батарей.

• Эксплуатационные качества существенно отличаются в зависимости от фирмы изготовителя и типа батареи, и в некоторых случаях срок службы батарей может быть чрезвычайно коротким. Это особенно характерно при низких температурах, поэтому, возможно, не удастся выполнить съемку при температурах ниже 5°C.

• В силу особенностей щелочных батарей/никель-оксидной батареи повышенной емкости оставшееся время съемки и оставшееся время воспроизведения сильно отличаются. По этой причине фотоаппарат может отключиться при выдвинутом объективе во время переключения режимов. В этом случае замените батареи новыми. Использование никель-металлогидридных батарей позволяет дольше пользоваться фотоаппаратом.

Никель-металлогидридные батареи (продаются отдельно)

• Не снимайте наружные уплотнения и не повреждайте батареи. Никогда не используйте батареи, с которых были полностью или частично удалены уплотнения, или батареи, которые каким-либо способом расслоились. Это может привести к утечкам, взрыву или перегреву батареи, что может стать причиной получения ожога или травмы. Это может стать причиной неисправности зарядного устройства.

• Не переносите и не храните никель-металлогидридные батареи вместе с металлическими предметами. Металлические предметы могут замкнуть накоротко полюсы + и –, приводя к опасности нагрева или возгорания.

• Если полюса никель-металлогидридных батарей загрязнены, батареи не могут быть заряжены надлежащим образом. Протрите их сухой тканью и т.д.

• Во время приобретения, а также после длительного хранения никель-металлогидридные батареи могут быть заряжены не полностью. Это типично для данного типа батарей и не является неисправностью. Если это произойдет, то для устранения проблемы несколько раз полностью разрядите и перезарядите батареи.

• При выполнении перезарядки никель-металлогидридных батарей до того, как будет полностью израсходован весь имеющийся заряд, предупреждение о низком заряде батарей может отобразиться быстрее, чем ожидается. Это называется “эффектом памяти”.* В этом случае поможет зарядка батарей только после полного использования существующего заряда.

* “Эффект памяти” — ситуация, в которой емкость батарей временно понижается.

• Для полного расхода заряда батарей установите фотоаппарат в режим показа слайдов и оставьте его в таком состоянии до тех пор, пока заряд батарей не израсходуется.

Атомные батарейки и зарядка по Wi-Fi: будущее рынка сохранения энергии

Ученые и компании ищут новые решения для хранения энергии. РБК Тренды разобрались, чем уже скоро станут привычные нам аккумуляторы

⏰ Время на чтение: 10–12 минут

Согласно отчету Verified Market Research, мировой рынок аккумуляторов по итогам 2019 года оценивался в $36,35 млрд. К 2027 году он может вырасти до $116 млрд. При этом объем российского сегмента рынка систем накопления энергии к 2025 году может составить $1,5-3 млрд в год. Минэнерго в своей концепции 2017 года заявляло о $8 млрд к 2025 году.

Наиболее популярными хранилищами энергии остаются литий-ионные аккумуляторы. Однако компании и исследователи находятся в поиске новых решений, которые станут более энергоемкими, дешевыми и экологичными.

Электротранспорт и бытовая техника

Продвинутый Li-Ion

В 2019 году Tesla объявила о разработке батарей, способных выдержать 1 млн миль (свыше 1,6 млн км) пути без необходимости замены. Текущие аккумуляторы нужно менять после 300 — 500 тыс. миль проделанного пути.

Новая батарейка Tesla (Фото: electrek.co)

Речь идет о литий-ионных батареях с катодом следующего поколения и новым электролитом. Даже при температуре в 40 °C они выдерживают 4 000 циклов заряда-разряда, а с активной системой охлаждения аккумуляторы смогут выдерживать до 6 000 циклов. Пока вышли первые протестированные образцы.

Графит

В 2020 году Mercedes-Benz объявил о планах по созданию органического аккумулятора.

Основой технологии станет графит с электролитом на водяном растворе. Это позволит исключить использование тяжелых и токсичных металлов, а утилизировать батареи можно будет путем компостирования. Однако в Mercedes отмечают, что начало массового производства таких аккумуляторов начнется не раньше, чем через 15 лет.

Углеродные волокна

В 2021 году группа ученых из технологического университета Чалмерса в Швеции представила аккумулятор для автомобиля из углеродного волокна. Ученым удалось добиться номинального напряжения 2,8 В, а батареи имели удельную емкость 8,55 А·ч/кг, плотность энергии 23,6 Вт·ч/кг (при 0,05 °C), удельную мощность 9,56 Вт/кг (при 3 °C) и толщину 0,27 мм. Это примерно 4 680 ячеек, которые Tesla помещает в электрокары, чтобы иметь плотность энергии 380 Вт·ч/кг.

Пластина аккумулятора из углеродного волокна (Фото: Advanced Energy and Sustainability Research)

Батарея из углеродного волокна в виде крышки багажника (Фото: Advanced Energy and Sustainability Research)

В будущем такие аккумуляторы из композитных материалов можно будет использовать как в автомобилях, так и в самолетах, чтобы сделать их легче и экологичнее. Пока ведутся испытания прототипов разных форм-факторов.

Без кобальта

В конце 2019 года IBM представила образец аккумулятора без никеля и кобальта, из материалов, которые могут быть получены из морской воды. Он включает комбинацию катодного материала без тяжелых металлов и безопасного жидкого электролита с высокой температурой горения. Специалисты уже подсчитали, что эти материалы могут сделать аккумуляторы дешевле существующих литий-ионных и при этом будут иметь более высокие характеристики скорости зарядки и энергетической плотности, а также будут менее огнеопасными.

Авторы разработки считают, что у нее есть потенциал для внедрения в отрасль электромобилей. Для достижения заряда на уровне 80% батарее требуется менее пяти минут, она имеет энергоэффективность более 90%, а ее мощность превышает 10 000 Вт/л, что больше показателей самых мощных литий-ионных батарей. Кроме того, тесты показали, что батарея способна прослужить достаточно долго, чтобы ее можно было использовать в интеллектуальных электросетях и новой энергетической инфраструктуре.

Для будущего производства аккумуляторов IBM уже заключила коммерческое соглашение с Mercedes-Benz, поставщиком электролита Central Glass и производителем батарей Sidus.

Полимеры

В 2017 году стартап Ionic Materials презентовал полимерный аккумулятор, который в перспективе сможет заменить литий-ионные. Компания заявила, что полимерные литий-металлические аккумуляторы будут безопаснее, долговечнее и экономически выгоднее, так как процесс их производства похож на производство пластиковой упаковки.

Аккумулятор Ionic Materials (Фото: ionicmaterials.com)

Разработка имеет высокое относительно литий-ионных аккумуляторов напряжение (5 В). Прототип, как заявляет производитель, выдерживает до 400 циклов заряда-разряда. Компания работает над тем, чтобы увеличить этот показатель втрое.

Полимер для аккумуляторов получили из алюминия и других распространенных материалов.

На цинке

EnZinc, стартап по производству цинковых батарей, заявил в 2021 году, что нашел способ для замены лития на нетоксичный и дешевый цинк в аккумуляторах. До этого на рынке существовали только неперезаряжаемые цинковые батареи.

Уже появились первые цинковые батареи, которые можно быстро заряжать и разряжать, и которые имеют высокую емкость, 460 Вт·ч/кг (по сравнению со 120 Вт·ч/кг для больших литиевых аккумуляторов). Они выдерживают несколько тысяч циклов зарядки и разрядки. Ведутся испытания образцов.

Такие батареи могут стоить $100 за кВт·ч, что вдвое дешевле самых простых литий-ионных версий. Их можно будет масштабировать для мобильных телефонов и до транспортных систем, а также для нужд электроэнергетики.

«Вечная атомная батарейка»

В 2020 году американский стартап Nano Diamond Battery представил прототип бета-гальванической батареи, которая потенциально может проработать тысячи лет. Разработка имеет специальный корпус из синтетических алмазов, внутрь которого помещен радиоактивный центр, работающий на переработанных ядерных отходах углерода-14. Бета-излучение изотопов преобразуется в электрический ток.

Испытания батарейки показали, что радиационный фон остается в норме, а сама она не выделяет углекислый газ. При этом ее стержень «фонит» до 28 тыс. лет, и именно столько может работать батарейка.

Nano Diamond Battery уже предложила разные форм-факторы, в том числе широко распространенные АА, AAA, 18650, CR2032 и другие.

Разные форм-факторы атомных батереек (Фото: ndb.technology)

Пока разработку будут тестировать предприятия, которые производят, обслуживают и утилизируют продукты ядерного топлива, а также компании аэрокосмической, оборонной и охранной продукции.

Над похожей батарейкой работали и специалисты из НИТУ «МИСиС». Их конструкция работает на никелевом бета-гальваническом элементе, который служит около 20 лет.

Батарейка НИТУ «МИСиС» (Фото: misis.ru)

Кроме того, в МИСиС разработали термохимические ячейки, которые превращают тепло в электрическую энергию. Эти элементы можно размещать на одежде и использовать их энергию для зарядки мобильных устройств.

Термохимические ячейки (Фото: misis. ru)

Альтернативная энергетика

Солнечная энергия

В мае 2012 года международная группа ученых разработала новые ультратонкие металлические электроды на золоте, которые позволят создавать прозрачные солнечные панели. Эти панели можно будет устанавливать в окнах домов и офисов. Они будут аккумулировать энергию солнечного света в течение дня.

А в 2020 году Tesla презентовала собственный инвертор солнечной энергии, который дополнит линейку домашних солнечных батарей компании. Он будет преобразовывать солнечную энергию в энергию постоянного тока, а затем — в энергию переменного тока для бытового потребления. Устройство сможет работать при температурах от минус 30 °C до 45 °C. В зависимости от числа трекеров точки максимальной мощности, оно сможет выдавать от 3,8 кВт до 7,6 кВт мощности.

Инвертор Tesla (Фото: electrek. co)

Геотермальная энергия

Американский стартап UC Won в 2020 году предложил концепцию геотермального накопителя GeoTES (Geological Thermal Energy Storage) для круглосуточного использования солнечной энергии. Система объединит солнечные тепловые коллекторы с параболическими зеркалами (фокусируют лучи в одной точке), подземное хранилище тепла в осадочных породах (образуются при низких температурах и давлении) и электрогенерирующее оборудование на пару в виде трубок и турбины. При нагревании солнцем вода в трубках будет испаряться, а пар будет входить в турбину и одновременно закачиваться под землю, разогревая осадочную породу. Ночью вода под землей будет испаряться уже под воздействием разогретой породы. Получаемый пар используют для выработки электроэнергии.

Схема работы системы GeoTES (Фото: renewgeo. com)

Криосистемы

Стартап из Великобритании Highview Power начал работы в Манчестере по строительству комплекса CRYOBattery мощностью 50 МВт и емкостью 250 МВт·ч. Система CRYOBattery будет захватывать воздух из атмосферы в специальную емкость и сжимать его при сверхнизких температурах (минус 196 °C), чтобы превратить в жидкость. Эту жидкость поместят в баки с теплоизоляцией и низким давлением. Нагревание вернет воздух в газообразное состояние, а газ приведет в действие турбины генераторов, которые будут вырабатывать электричество.

Схема работы CRYOBattery

В мае 2021 года международная группа ученых представила новые ультратонкие металлические электроды из золота, которые можно будет применять для разработки прозрачных солнечных панелей. Потенциально такие панели можно будет встраивать в окна домов и офисов, чтобы аккумулировать энергию.

Гравитация и другие необычные решения

Шотландский стартап Gravitricity в 2021 году объявил о начале пилотного проекта гравитационного накопителя энергии в Эдинбурге, крупнейшем закрытом глубоководном порту.

Демонстрационный образец накопителя энергии Gravitricity мощностью 250 кВт (Фото: gravitricity.com)

Будущие системы Gravitricity будут устанавливаться над 150-1500-метровыми заброшенными шахтами. Масса грузов при этом может варьироваться от 500 т до 5 тыс. т. При спуске груза будет происходить выработка электроэнергии. Она будет возвращаться в сеть в моменты пикового потребления. Приводом лебедки груза будет служить электрическая машина, способная поглощать или вырабатывать электрическую энергию при подъеме или опускании груза. Такая система позволит обеспечить 4 МВт мощности и может проработать 50 лет без потери производительности. Gravitricity собирается внедрять свою технологию в вышедших из эксплуатации шахтах по всему миру.

А ученые Массачусетского технологического института разработали батарею, которая будет питаться углекислым газом из любого источника. Она может поглощать потоки как из выхлопной трубы автомобиля, так и собирать углекислый газ из атмосферы.

Батарея состоит из ряда последовательных камер, в которых находятся электрохимические ячейки, пропускающие поток. Когда она заряжается, на поверхности электродов протекает электрохимическая реакция, а затем батарее требуется разрядка для очистки электродов. Чистый газ при этом откачивается в отдельную камеру.

Cистема может выдерживать не менее 7 тыс. циклов зарядки-разрядки с 30% потерей эффективности за это время. В будущем этот показатель может вырасти до 20–50 тыс. циклов.

Демонстрация работы батареи на углекислом газе

Между тем исследовательская группа из Национального университета Сингапура (NUS) и японского Университета Тохоку (TU) разработала технологию, которая с помощью крошечных интеллектуальных устройств позволит преобразовывать беспроводные радиочастоты в энергию. Таким образом, в будущем микроэлектронику можно будет запитывать с помощью сигналов Wi-Fi.

В Израиле появились батареи для электрокаров, которые заряжаются за пять минут

Израильские специалисты создали аккумулятор, который позволяет зарядить электрокар за пять минут. По словам ученых, это изобретение способно решить многие проблемы индустрии. Что изменится на рынке с массовым выпуском таких батарей — в материале «Газеты. Ru».

В Израиле изобрели аккумулятор для электрокаров, который можно зарядить за пять минут, сообщает Mashable.

На текущий момент время зарядки батареи электрической машины оставляет желать лучшего. Необходимо несколько часов, чтобы полностью зарядить аккумулятор.

Однако специалисты из израильской компании по производству литий-ионных аккумуляторов StoreDot изобрели батарею для электрокаров, которая может полностью зарядиться всего за пять минут.

Она отличается от традиционной тем, что содержит наночастицы металлоидов вместо графитового анода.

По заявлению производителя новые батареи — «ключевой прорыв в преодолении главных проблем, связанных с безопасностью и сроком службы аккумуляторов для электрокаров». В дальнейшем StoreDot планирует использовать кремний для наночастиц, что должно сделать конечный продукт дешевле.

«Пятиминутная зарядка литий-ионного аккумулятора считалась невозможной до нашего изобретения. И сейчас мы не выпускаем лабораторный прототип, мы выпускаем инженерные образцы с линии массового производства. Это демонстрирует, что это осуществимо и коммерчески готово для массового потребителя», — заявил генеральный директор StoreDot Дорон Майерсдорф.

Электрические машины, которые можно зарядить за пять минут, могут сократить очереди на зарядных станциях и избавить водителей от назойливых мыслей об оставшемся запасе хода.

«Барьер номер один для внедрения электромобилей — это не стоимость, а беспокойство по поводу дальности поездок. Вы либо боитесь застрять на шоссе, либо вам придется два часа сидеть на зарядной станции. Но если опыт водителя в точности похож на заправку бензиновой машины, все это беспокойство уходит», — считает Майерсдорф.

Стоит отметить, что для быстрой зарядки автомобильного аккумулятора потребуются зарядные устройства большей мощности. Однако StoreDot рассчитывает, что в 2025 году пятиминутного заряда с помощью их аккумулятора хватит на обеспечения запаса хода до 160 км при использовании существующей инфраструктуры.

Компании-производители электрокаров, в том числе Tesla, давно разрабатывают аккумуляторы с быстрой зарядкой, однако инженерные образцы могут не скоро перейти в стадию серийного производства.

Генеральный директор Tesla Илон Маск недавно назвал масштабное производство аккумуляторных элементов сложной и важной проблемой.

Battery cell production is the fundamental rate-limiter slowing down a sustainable energy future. Very important problem. https://t.co/MYOUSAC2AK

— Elon Musk (@elonmusk) January 18, 2021

«Производство аккумуляторных элементов — это серьезный ограничитель скорости, замедляющий будущее энергетики. Очень важная проблема», — написал Маск в Twitter-аккаунте.

Эксперты считают, что внедрение сверхбыстрой зарядки аккумуляторов для электрокаров может стать настоящей революцией, но пригодится не всем потребителям. Так, управляющий партнер салона «Электромобили» Василий Пановицын полагает, что быстрые зарядки — очень важный, но нишевый продукт, необходимый в основном для поездок на дальние расстояния.

«Естественно когда такая возможность появится люди будут более позитивно смотреть на приобретение электромобиля. Но преимущество электромобиля заключается в том, что на нем вообще не нужно беспокоиться о заправках, если его можно заряжать ночью во время стоянки, так же как сотовые телефоны», — отмечает Пановицын

По словам директора по развитию «Промобот» Олег Кивокурцева, индустрия электрокаров после появления быстрой зарядки изменится.

«Новые аккумуляторы StoreDot экономят время пользователям. Но экономия времени не является главным фактором, почему люди не пересаживаются на электрокары. Сейчас главный фактор все-таки экономический. Если производители автомобилей смогут обеспечить экономическую выгоду покупателям электрокаров, люди начнут массово пересаживаться на них», — рассказывает Кивокурцев.

Также эксперт отмечает, что электрокары — это не единственное направление, где можно использовать изобретение StoreDot.

«Их можно применять в смартфонах и ноутбуках, в умных часах и других устройствах, где необходима высокая автономность. .. Литий-ионные батареи сегодня используются в огромном количестве индустрий, можно сказать, что вывод на рынок продукта от StoreDot — это начало серьезной революции в области потребительской электроники», — считает Кивокурцев.

Независимый консультант по автопрому Сергей Бургазлиев во время беседы с «Газетой.Ru» заявил о том, что аккумуляторы StoreDot повлияют не только на развитие рынка электромобилей, но и на инфраструктуру.

«Решается одна из основных проблем — время зарядки. Это событие можно считать знаковым, однако, надо отметить, что от фазы стартапа до серийного производства необходимо 3-4 года и соответствующие инвестиции», — рассуждает эксперт.

По словам Бургазлиева, в случае успеха данного стартапа, рынок электрокаров ждет существенное развитие через пять лет, особенно в части легковых автомобилей.

Батареи для электромобилей: в ЕС дают миллиарды на инновации и утилизацию | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

Почему Евросоюз вдруг настолько озаботился аккумуляторами, что утверждает вторую за 14 месяцев многомиллиардную программу государственной поддержки их европейских производителей? Потому что магистральным направлением развития мирового автопрома становится выпуск электромобилей, их ключевым элементом являются именно аккумуляторные батареи, производство которых, однако, до самого последнего времени было сосредоточено в Азии и США.

В результате европейские автостроители могли оказаться в ситуации, когда им пришлось бы закупать на стороне главную деталь для своей продукции. Это стало угрожать конкурентоспособности и стратегическим перспективам одной из важнейших отраслей экономики Евросоюза. Поэтому надо было срочно переломить ситуацию.   

Марош Шевчович ждет революцию на рынке аккумуляторов

«Около трех лет назад аккумуляторная промышленность в ЕС практически отсутствовала. Сегодня Европа — глобальный центр батарейной отрасли», — подчеркнул Марош Шефчович, вице-президент Европейской комиссии (ЕК), главного исполнительного органа ЕС, давая 26 января «зеленый свет» проекту European Battery Innovation. Он признан «проектом, представляющим общеевропейский интерес» (IPCEI).

Тем самым Брюссель разрешил правительствам 12 стран выделить в общей сложности 2,9 млрд евро на государственную поддержку 42 компаний, разрабатывающих инновационные технологии производства и утилизации аккумуляторных батарей для электромобилей. Ожидается, что эти субсидии приведут к притоку еще 9 млрд евро частных инвестиций.

Производство аккумуляторных батарей на заводе Volkswagen в немецком Зальцгиттере

«Благодаря ориентации на батареи следующего поколения, этот мощный общеевропейский проект поможет произвести революцию на рынке аккумуляторов», — считает Марош Шефчович. По его словам, к 2025 году созданные в ЕС аккумуляторные батареи будут ежегодно приводить в движение не менее 6 миллионов новых электромобилей.

В первом «батарейном альянсе», субсидирование которого в размере 3,2 млрд евро ЕК одобрила в декабре 2019 года, участвовали 7 стран. Наряду с Германией, которая уже тогда выступила инициатором и координатором проекта, это были Бельгия, Италия, Польша, Финляндия, Франция и Швеция. Теперь к ним присоединились еще и Австрия, Греция, Испания, Хорватия, Словакия.

Цель: создание литий-ионных аккумуляторов 3-го и 4-го поколений

От государственной поддержки выиграют не только четыре десятка непосредственных получателей субсидий. ЕК указывает, что эти компании запланировали осуществить до 2028 года порядка 300 проектов, к которым будут привлечены свыше 150 партнеров со всей Европы — университеты, научные центры, малые и средние предприятия.  

Завод по производству лития в Боливии

В списке от Германии — 11 компаний. Самые известные из них — BMW и Tesla. Баварский автостроитель в рамках первого проекта IPCEI уже получает субсидии на разработку следующего поколения литий-ионных аккумуляторов. Теперь, в рамках второго проекта, ему предоставят господдержку на разработку еще одного поколения таких аккумуляторов, а также «для создания прототипа производственной установки по выпуску инновационных батарейных модулей и батарейных систем, более приспособленных для рециклинга», указывается в разъяснениях на сайте министерства экономики ФРГ (BMWI).

Кстати, над созданием «высокоэффективных машин и процессов для полностью автоматизированного производства литиумных батарей 3-го и 4-го поколения» будет работать и машиностроительная компания Manz из Ройтлингена — еще один получатель субсидий из немецкого списка.

Рециклинг, ресурсосбережение и снижение углеродного следа 

Появление в нем американской корпорации Tesla сначала может удивить. Однако с тех пор, как компания Илона Маска строит в Грюнхайде под Берлином завод по выпуску электромобилей и батарей, она как инвестор в экономику Германии имеет полное право на различные формы господдержки. «Центральная цель Tesla в этом проекте состоит в разработке и реализации прогрессивных методов производства и рециклинга литий-ионных батарей, чтобы существенно снизить их экологический след и их себестоимость», поясняет BMWI.

Грюнхайде под Берлином, ноябрь 2020. Строительство гигафабрики Tesla идет полным ходом

О рециклинге или утилизации, об экологических аспектах выпуска электромобилей и о ресурсосбережении речь идет в пояснениях и к другим участникам проекта. Среди них — компания SGL Carbon из Висбадена, разрабатывающая «для инновационных анодных материалов новейшие производственные процессы и концепции рециклинга». Благодаря «снижению углеродного следа, потребления материалов и энергии, а также увеличению жизненного цикла батарей» компания способствует достижению климатических целей ЕС, подчеркивает министерство.

В свою очередь, фирма ACI Systems из города Циммерн-об-Ротвайль получит от немецкого государства деньги на разработку конкурентоспособной технологии для получения «с минимизированным углеродным следом» лития из насыщенной солями природной воды.

Впредь аккумуляторные батареи будут Made in Europe

А фирме Liofit из Каменца будут предоставлены субсидии, поскольку она накапливает ценный ноу-хау для циркулярной экономики (экономики замкнутого цикла). Она специализируется на рециклинге литий-ионных аккумуляторных батарей для электровелосипедов и электросамокатов. «Эти аккумуляторы проверяются, разбираются, рекомбинируются, ремонтируются, а то, что больше нельзя использовать, измельчается с целью повторного использования сырья», указывает BMWI.

По мнению министра экономики ФРГ Петера Альтмайера (Peter Altmaier), полученное от ЕС разрешение на реализацию второго проекта поддержки всей цепочки производства аккумуляторных батарей Made in Europe создаст в Евросоюзе критическую массу для развития новой отрасли, вызовет широкомасштабные частные инвестиции и будет способствовать созданию новых, перспективных рабочих мест. Пока Азия еще лидирует с большим отрывом, но впредь «Германия и Европа будут сами создавать конкурентоспособные, инновационные и щадящие окружающую среду батареи», считает министр.

Смотрите также:

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Электростанция из аккумуляторов

  Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Большие батареи на маленьком острове

  Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью — ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Главное — хорошие насосы

  Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот. В Хердеке в Рурской области условия подходящие.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Место хранения — норвежские фьорды

  Оптимальные природные условия для ГАЭС — в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Электроэнергия превращается в газ

  Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок. На снимке — пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Водород в сжиженном виде

  Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  В чем тут соль?

  Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Каверна в роли подземной батарейки

  На северо-западе Германии много каверн — пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Крупнейший «кипятильник» Европы

  Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего «кипятильника» Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Накопители энергии на четырех колесах

  Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото — заправка для электромобилей в Китае).

  Автор: Андрей Гурков

Создана первая в мире «вечная» батарейка. Она стоит дешевле литиевых аккумуляторов. Видео

26 Августа 2020 09:3926 Авг 2020 09:39 | Поделиться

В США созданы первые прототипы бета-гальванической батареи, способной работать 28 тыс. лет. В ее основе лежит сердечник из переработанных ядерных отходов, но для человека она безопасна за счет покрытия из специальных синтетических алмазов. В России тоже есть подобные батареи, но они работают не дольше 20 лет.

Бесконечный источник энергии

Американские ученые из компании Nano Diamond Battery разработали «вечный» источник питания, способный работать тысячи и даже десятки тысяч лет. Они создали так называемую «бета-гальваническую батарею» (betavoltaic) и, по их заверениям, даже успешно испытали их в лабораторных условиях. В отечественном институте НИТУ «МИСиС» бета-гальванические элементы питания называют бетавольтаическими.

Как сообщил ресурсу New Atlas исполнительный директор Nano Diamond Battery Нима Голшарифи (Nima Golsharifi), одна такая батарейка может работать до 28 тыс. лет. Такой элемент питания может использоваться, по мнению разработчиков, в самых разных видах техники, начиная от носимых устройств и мобильных гаджетов и заканчивая средствами передвижения – поездами, электромобилями и даже самолетами.

Как работают такие батареи

В основе работы бета-гальванических батарей лежит принцип преобразования альфа- и бета-излучений радиоактивного вещества в обычный электрический ток, питающий всю современную технику. Как заверил Нима Голшарифи, созданным компанией источникам энергии можно придавать практически любую форму, другими словами, их можно выпускать в виде привычных многим батареек различных форматов – АА, 18650, CR2032 и др.

Батарейка Nano Diamond Battery может работать тысячелетиями

Конструкция бета-гальванической батареи состоит в первую очередь из радиоактивного сердечника, который выступает в качестве источника изотопов. Нима Голшарифи подчеркнул, что сердечник изготавливается из небольшого количества переработанных ядерных отходов.

Для того чтобы сделать батареи безвредными для людей и окружающей среды, специалисты Nano Diamond Battery покрыли «фонящий» сердечник специальными нерадиоактивными синтетическими алмазами, выращенными в лабораторных условиях. Это очень дешевые в производстве аналоги обычных алмазов.

Изотопы радиоактивного элемента в процессе так называемого «неупругого рассеяния» взаимодействуют с алмазным покрытием, и в итоге энергия бета-излучения преобразуется в электрический ток.

Для чего нужна «вечная» батарея

Столь значительный период работы батарей разработчики объяснили тем, что используемое в качестве сердечника вещество может оставаться радиоактивным сотни и тысячи лет. Они отметили также, что такие батареи могут вырабатывать чрезмерно большое количество энергии, которую они предлагают хранить в дополнительной «буферной» емкости. В качестве такой емкости могут служить суперконденсаторы, а в России, как сообщал CNews, как раз научились изготавливать их из бесполезного сорного растения – борщевика.

Лабораторные испытания

Прототипы бета-гальванических батарей, разработанные в Nano Diamond Battery, были протестированы в двух лабораториях – Кавендишской лаборатории Кембриджского университета и Ливерморской национальной лаборатории им Э. Лоуренса. Результаты испытаний показали, что творение ученых компании обходили другие элементы питания на основе синтетических алмазов – если те демонстрировали 15-процентный прирост эффективности в сравнении с традиционными батареями, включая литий-ионные, то в случае разработки Nano Diamond Battery этот показатель был 40-процентным.

Форму батарее Nano Diamond Battery можно придать любую

В то же время разработчики пока не могут точно сказать, когда элементы питания, основанные на разработанной ими технологии, начнут использоваться повсеместно. Первые версии таких элементов питания, пригодные для повседневного использования, могут появиться в течение двух лет.

Какие инновации изменят облик российских городов

Инновации и стартапы

По их заявлению, использование таких батарей, к примеру, электромобилях намного более эффективно в сравнении с литиевыми. При тех же габаритах они смогут нести в себе большее количество энергии, а использование дешевого искусственного алмаза вместо дорогого лития позволит снизить итоговую стоимость электрокаров.

Тем временем в России

Отечественные специалисты тоже смотрят в сторону атомных портативных элементов питания. К примеру, сотрудники НИТУ «МИСиС» в августе 2020 г. продемонстрировали собственный прототип такой батареи, конструкция которой основана на запатентованной микроканальной 3D-структуре никелевого бета-гальванического элемента. Срок службы такой батарейки – 20 лет.

Особенность трехмерной структуры батарейки заключается в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон так называемого планарного p-n перехода, что позволяет упростить технологию изготовления элемента, а также контролировать обратный ток, который «крадет» мощность батареи. Особая микроканальная структура обеспечивает увеличение эффективной площади преобразования бета-излучения в 14 раз, что в результате дает общее увеличение тока.

Отечественный вариант бета-гальванической батареи

За счет оригинальной 3D-структуры бета-гальванического элемента размеры батареи, по словам разработчиков, уменьшились втрое, удельная мощность повысилась в 10 раз, а себестоимость снизилась на 50%.

«Выходные электрические параметры предложенной конструкции составили: ток короткого замыкания IКЗ — 230 нА/см² (в обычной планарной — 24 нА), итоговая мощность — 31 нВт/см², (в планарной — 3 нВт). Конструкция позволяет на порядок повысить эффективность преобразования энергии, выделяющейся при распаде β-источника, в электроэнергию, что в перспективе снизит себестоимость источника примерно на 50% за счет рационального расходования дорогостоящего радиоизотопа, — отметил один из разработчиков Сергей Леготин, доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС».

Батарейка может быть применена в нескольких функциональных режимах: в качестве аварийного источника питания и датчика температуры в устройствах, используемых при экстремальных температурах и в труднодоступных (или совсем не доступных) местах: в космосе, под водой, в высокогорных районах.

Заряд в секундах, в последние месяцы

(Pocket-lint). Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, они все еще ограничены мощностью. Аккумулятор не совершенствовался десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов. В то время как чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона, прежде чем потребуется подзарядка.

Хотя может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.

Маркус Фолино / Технологический университет Чалмерса

Структурные батареи могут привести к созданию сверхлегких электромобилей

Исследования, проведенные в Технологическом университете Чалмерса, уже много лет рассматривают возможность использования батареи не только для питания, но и в качестве структурного компонента.Преимущество этого предложения состоит в том, что продукт может уменьшить количество структурных компонентов, потому что батарея обладает достаточной силой для выполнения этих задач. Используя углеродное волокно в качестве отрицательного электрода, а в качестве положительного — фосфат лития-железа, последняя батарея имеет жесткость 25 ГПа, хотя есть еще кое-что, чтобы увеличить энергоемкость.

NAWA Technologies

Электрод из углеродных нанотрубок с вертикальной ориентацией

Компания NAWA Technologies разработала и запатентовала сверхбыстрый углеродный электрод, который, по ее словам, изменил правила игры на рынке аккумуляторов.В нем используется конструкция с вертикально расположенными углеродными нанотрубками (VACNT), и NAWA заявляет, что он может увеличить мощность батареи в десять раз, увеличить запас энергии в три раза и увеличить срок службы батареи в пять раз. Компания считает, что электромобили являются основным бенефициаром, сокращая углеродный след и стоимость производства аккумуляторов, одновременно повышая производительность. NAWA заявляет, что дальность действия 1000 км может стать нормой, а время зарядки сокращено до 5 минут, чтобы достичь 80 процентов. Технология может быть запущена в производство уже в 2023 году.

Литий-ионная батарея без кобальта

Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионную батарею, в которой в качестве катода не используется кобальт. Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89 процентов), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт — наименее распространенный и самый дорогой компонент в катодах аккумуляторных батарей», — сказал профессор Арумугам Мантирам, профессор кафедры машиностроения Уолкера и директор Техасского института материалов.«И мы полностью устраняем это». Команда говорит, что с помощью этого решения они преодолели общие проблемы, обеспечив длительный срок службы батареи и равномерное распределение ионов.

SVOLT представляет батареи для электромобилей, не содержащие кобальт.

Несмотря на то, что свойства электромобилей по снижению выбросов являются широко признанными, все еще существуют разногласия по поводу аккумуляторов, особенно по поводу использования таких металлов, как кобальт. Компания SVOLT, штаб-квартира которой находится в Чанчжоу, Китай, объявила о производстве безкобальтовых батарей, предназначенных для рынка электромобилей.Помимо сокращения содержания редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности действия до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также продлить срок службы батареи и повысить безопасность. Мы не знаем, где именно мы увидим эти батареи, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.

Тимо Иконен, Университет Восточной Финляндии

На шаг ближе к литий-ионным батареям с кремниевым анодом

Стремясь решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , используя микрочастицы мезопористого кремния и углеродные нанотрубки.В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает характеристики батареи, в то время как силиконовый материал устойчиво производится из золы ячменной шелухи.

Университет Монаша

Литий-серные аккумуляторы могут превзойти литий-ионные, снизить воздействие на окружающую среду

Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серные аккумуляторы, способные питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные.Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. У группы есть финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что дальнейшие исследования автомобилей и использования сетей будут продолжены.

Утверждается, что новая аккумуляторная технология оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, при этом предлагая потенциал для питания автомобиля на 1000 км (620 миль) или смартфона в течение 5 дней.

Аккумулятор IBM получен из морской воды и превосходит по своим характеристикам литий-ионный

IBM Research сообщает, что они обнаружили новый химический состав аккумуляторов, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные.IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда раньше не использовался в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.

Производительность батареи многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что она может превзойти литий-ионные в ряде различных областей — это дешевле в производстве, она может заряжаться быстрее, чем литий-ионная, и может иметь как более высокую мощность. и плотности энергии. Все это доступно в аккумуляторе с низкой горючестью электролитов.

IBM Research указывает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, среди прочих, компания работает над превращением этой технологии в жизнеспособную коммерческую батарею.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

Хотя литий-ионные батареи повсюду и их количество растет, управление этими батареями, включая определение того, когда у них закончился срок службы, затруднено.Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая упростит мониторинг батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных в них.

Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с несколькими составными ячейками, которые вы можете найти в электромобиле. Panasonic сообщает, что эта система поможет продвинуться в направлении устойчивого развития, поскольку сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных аккумуляторов.

Асимметричная модуляция температуры

Исследования продемонстрировали метод зарядки, который приближает нас на шаг ближе к сверхбыстрой зарядке — XFC — который направлен на пробег 200 миль электромобиля примерно за 10 минут с зарядкой 400 кВт. Одна из проблем с зарядкой — это литиевая гальваника в батареях, поэтому метод асимметричной температурной модуляции заряжает при более высокой температуре, чтобы уменьшить гальваническое покрытие, но ограничивает это 10-минутными циклами, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод снижает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея дает в три раза больше времени автономной работы

В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний, что обеспечивает в три раза лучшую производительность, чем современные графитовые литий-ионные батареи. Батарея по-прежнему литий-ионная, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро деградирует, и его трудно производить в больших количествах.С помощью песка его можно очистить, измельчить в порошок, затем измельчить с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приведет к получению чистого кремния. Он пористый и трехмерный, что помогает повысить производительность и, возможно, продлить срок службы батарей. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano — стартап в области аккумуляторных технологий, который выводит эту технологию на рынок и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение можно использовать в существующем производстве литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности батареи на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Захват энергии от Wi-Fi

Хотя беспроводная индуктивная зарядка является обычным явлением, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну, собирающую радиоволны), которая представляет собой всего лишь несколько атомов, что делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать в себя эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы энергия переменного тока могла быть получена от Wi-Fi в воздухе и преобразована в постоянный ток, либо для подзарядки батареи, либо для непосредственного питания устройства.Это может привести к появлению медицинских таблеток с питанием без необходимости во внутренней батарее (безопаснее для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для подзарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для вашего следующего устройства, если исследования TENG принесут свои плоды. TENG или трибоэлектрический наногенератор — это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эту технологию можно использовать для питания таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть это в действии, исследование должно дать дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые батареи с нанопроволокой

Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие батареи с нанопроволокой, способные выдержать много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.

Нанопроволока, в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для будущих батарей. Но они всегда ломались при подзарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы этого избежать. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали вообще никакой деградации.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается об их испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходный аккумулятор.

В результате получился аккумулятор, способный работать на уровне суперконденсатора и полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут, что делает его идеальным для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем нынешние батареи. Твердотельный блок также должен работать при температурах от минус 30 до 100 градусов Цельсия.

Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в ближайшее время в автомобилях, но это шаг в правильном направлении к более безопасным и быстро заряжаемым аккумуляторам.

Grabat графеновые батареи

Графеновые батареи потенциально могут быть одними из самых лучших среди имеющихся. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям запас хода до 500 миль без подзарядки.

Graphenano, компания, стоящая за разработкой, заявляет, что аккумуляторы можно полностью зарядить всего за несколько минут и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также имеет решающее значение для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.

Нет информации о том, используются ли аккумуляторы Grabat в настоящее время в каких-либо продуктах, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, дронов, мотоциклов и даже для дома.

Лазерные микроконденсаторы

Rice Univeristy

Ученые из Университета Райса совершили прорыв в создании микроконденсаторов. В настоящее время их производство дорогое, но в них используются лазеры, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания электродов на листы пластика затраты на производство и усилия значительно снижаются. В результате получается батарея, которая может заряжаться в 50 раз быстрее, чем нынешние батареи, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже прочные, способны работать после более чем 10 000 сгибаний во время испытаний.

Пенные аккумуляторы

Прието считает, что будущее аккумуляторов — за 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью своей батареи, в которой используется медная вспененная подложка.

Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными благодаря отсутствию горючего электролита, но также будут предлагать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, будут дешевле в производстве и будут меньше, чем существующие предложения.

Prieto стремится в первую очередь размещать свои батареи в небольших предметах, например, в носимых устройствах. Но там говорится, что аккумуляторы можно масштабировать, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складной аккумулятор похож на бумагу, но прочный

Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать гаджеты возможными. Батарея, похожая на бумагу, складывается и является водонепроницаемой, что означает, что ее можно интегрировать в одежду и другие носимые устройства.

Батарея уже создана и даже прошла испытания на безопасность, в том числе ее сложили более 200 000 раз без потери производительности.

Ник Билтон / The New York Times

uBeam по воздуху зарядка

uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия преобразуется в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем преобразуются обратно в энергию при достижении устройства.

С концепцией uBeam наткнулась 25-летняя выпускница астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики можно прикрепить к стенам или сделать предметами декоративного искусства для передачи энергии на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто нужен тонкий приемник, чтобы принимать заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, созданный на базе кафедры нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, сделанные из природных органических соединений, известных как пептиды — короткие цепочки аминокислот, которые являются строительными блоками белков.

В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфон за 60 секунд. Батарея состоит из «негорючих органических соединений, заключенных в многослойную защитную структуру, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому проблем с ее взрывом быть не должно.

Компания также объявила о планах создать аккумулятор для электромобилей, который заряжается за пять минут и обеспечивает запас хода до 300 миль.

Пока неизвестно, когда аккумуляторы StoreDot будут доступны в глобальном масштабе — мы ожидали, что они появятся в 2017 году, — но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.

Pocket-lint

Прозрачное солнечное зарядное устройство

Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволяет пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.

Хотя вряд ли он появится в продаже в течение некоторого времени, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с постоянным отсутствием заряда батареи.Телефон будет работать как с прямым солнечным светом, так и со стандартным освещением, так же, как и обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная аккумуляторная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки.

Автомобиль сумел проехать 1100 миль на одном заряде аккумулятора. Секрет этого супердиапазона заключается в технологии батареи, называемой «алюминий-воздух», которая использует кислород из воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные батареи, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.

Бристольская робототехническая лаборатория

Батареи с питанием от мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, которые могут питаться от мочи. Этого достаточно для зарядки смартфона, который ученые уже продемонстрировали. Но как это работает?

Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы собирают мочу, расщепляют ее и выделяют электричество.

Звук работает

Исследователи из Великобритании создали телефон, который может заряжаться, используя окружающий звук в окружающей атмосфере.

Смартфон построен по принципу пьезоэлектрического эффекта. Были созданы наногенераторы, которые собирают окружающий шум и преобразуют его в электрический ток.

Наностержни даже реагируют на человеческий голос, а это значит, что болтливые мобильные пользователи могут подключать свой телефон во время разговора.

Двойная угольная батарея Ryden заряжается в 20 раз быстрее.

Power Japan Plus уже анонсировала новую технологию аккумуляторов под названием Ryden dual carbon. Он не только прослужит дольше и будет заряжаться быстрее, чем литиевые, но его можно будет производить на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

В батареях используются углеродные материалы, что означает, что они более экологичны и безопасны для окружающей среды, чем существующие в настоящее время альтернативы. Это также означает, что батареи будут заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Они также будут более долговечными, способными выдержать до 3000 циклов зарядки, а также более безопасными с меньшей вероятностью возгорания или взрыва.

Натрий-ионные аккумуляторы

Ученые из Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которые не нуждаются в литии, таких как аккумулятор вашего смартфона.В этих новых батареях будет использоваться натрий, один из самых распространенных материалов на планете, а не редкий литий, и они будут в семь раз эффективнее обычных батарей.

Исследования натриево-ионных батарей ведутся с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой по распространенности элемент на планете, можно сделать батареи намного дешевле. Ожидается, что в ближайшие 5-10 лет начнется коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и других устройств.

Upp

Зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp

Переносное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp уже доступно. Он использует водород для питания вашего телефона, не позволяя вам подключаться к электросети и оставаясь безвредным для окружающей среды.

Одна водородная ячейка обеспечит пять полных зарядов мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственный производимый побочный продукт — это водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходом 5 В, 5 Вт, 1000 мА.

Батареи со встроенным огнетушителем

Литий-ионные батареи нередко перегреваются, загораются и даже могут взорваться.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 — яркий тому пример. Исследователи из Стэнфордского университета придумали литий-ионные батареи со встроенными огнетушителями.

В батарее есть компонент, называемый трифенилфосфатом, который обычно используется в качестве антипирена в электронике, добавленный к пластиковым волокнам, чтобы помочь разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов C, пластмассовые волокна плавятся и выделяется химический трифенилфосфат.Исследования показывают, что этот новый метод может предотвратить возгорание аккумуляторов за 0,4 секунды.

Майк Циммерман

Батареи, защищенные от взрыва

Литий-ионные батареи имеют довольно летучий слой пористого материала жидкого электролита, расположенный между анодным и катодным слоями. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в Массачусетсе, разработал батарею, которая имеет вдвое большую емкость, чем литий-ионные, но без присущих ей опасностей.

Батарея Циммермана невероятно тонкая, немного толще, чем две кредитные карты, и заменяет жидкость электролита пластиковой пленкой, которая имеет аналогичные свойства.Он может выдерживать прокалывание, измельчение и нагревание, так как он негорючий. Еще предстоит провести много исследований, прежде чем технология сможет выйти на рынок, но хорошо знать, что существуют более безопасные варианты.

Батареи Liquid Flow

Ученые из Гарварда разработали батарею, которая хранит свою энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долго по сравнению с нынешними литий-ионными батареями.

Маловероятно, что мы увидим эту технологию в смартфонах и т.п., поскольку жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, создаваемой решениями в области возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально отличными результатами, заявляя, что напряжение вдвое выше, чем у обычных проточных батарей. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения прерывистых источников энергии, таких как ветер или солнце, для быстрого выпуска в сеть по запросу.

IBM и ETH Zurich разработали жидкостную проточную батарею гораздо меньшего размера, которая потенциально может быть использована в мобильных устройствах. Эта новая батарея утверждает, что может не только обеспечивать питание компонентов, но и одновременно охлаждать их. Обе компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи, и будут использоваться в системе, которая может производить 1,4 Вт мощности на квадратный сантиметр, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания батареи.

Zap & Go Карбон-ионный аккумулятор

Оксфордская компания ZapGo разработала и произвела первую угольно-ионную аккумуляторную батарею, которая уже готова к использованию потребителями.Углеродно-ионный аккумулятор сочетает в себе сверхбыструю зарядку суперконденсатора с характеристиками литий-ионного аккумулятора, при этом полностью пригодный для вторичной переработки.

Компания предлагает зарядное устройство powerbank, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью заряжает смартфон за два часа.

Цинково-воздушные батареи

Ученые из Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей, который намного дешевле, чем существующие методы.Цинково-воздушные батареи можно считать лучше литий-ионных, потому что они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты в работе.

Sydney Uni удалось создать воздушно-цинковую батарею без необходимости в дорогих компонентах, а с некоторыми более дешевыми альтернативами. Возможно, появятся более безопасные и дешевые батареи!

Умная одежда

Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ использования одежды в качестве источника энергии.Батарея называется трибоэлектрическими наногенераторами (TENG), которая преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.

Эта технология может быть применена не только к одежде, она может быть интегрирована в тротуар, поэтому, когда люди постоянно ходят по ней, она может накапливать электричество, которое затем может использоваться для питания стальных ламп или в шинах автомобиля, чтобы он может привести машину в действие.

Растягиваемые батареи

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали растяжимый биотопливный элемент, который может генерировать электричество из пота.Говорят, что генерируемой энергии достаточно для питания светодиодов и радиомодулей Bluetooth, а это означает, что однажды она сможет питать носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры.

Графеновая батарея Samsung

Компания Samsung сумела разработать «графеновые шары», которые способны увеличивать емкость существующих литий-ионных батарей на 45 процентов и заряжаться в пять раз быстрее, чем существующие батареи. Чтобы представить это в контексте, Samsung заявляет, что его новый аккумулятор на основе графена может быть полностью заряжен за 12 минут, по сравнению с примерно часом для текущего устройства.

Samsung также заявляет, что его можно использовать не только в смартфонах, но и в электромобилях, поскольку он может выдерживать температуру до 60 градусов по Цельсию.

Более безопасная и быстрая зарядка существующих литий-ионных аккумуляторов

Ученые из WMG из Университета Уорика разработали новую технологию, которая позволяет заряжать существующие литий-ионные аккумуляторы в пять раз быстрее по сравнению с текущими рекомендуемыми пределами. Технология постоянно измеряет температуру батареи намного точнее, чем существующие методы.

Ученые обнаружили, что нынешние батареи действительно могут выходить за пределы рекомендуемых пределов, не влияя на производительность или перегрев. Возможно, нам вообще не нужны другие упомянутые новые батареи!

Написано Крисом Холлом. Первоначально опубликовано 15 августа 2014 г. .

Разработчик алюминиево-ионных аккумуляторов утверждает, что они заряжаются в 60 раз быстрее, чем литий-ионные, предлагая прорыв в диапазоне электромобилей

Революционная технология графеновых алюминиево-ионных аккумуляторов способна уничтожить литий-ионные аккумуляторы для получения энергии… [+] плотность энергии, скорость зарядки и экологичность. Фото: Группа производителей графена

Группа по производству графена

Беспокойство по поводу дальности, опасения по поводу утилизации и быстрой зарядки — все это может стать частью истории электромобилей с изобретением австралийских аккумуляторов, основанным на нанотехнологиях.

Утверждается, что графеновые алюминиево-ионные аккумуляторные элементы от компании Graphene Manufacturing Group (GMG) из Брисбена заряжаются до 60 раз быстрее, чем лучшие литий-ионные элементы, и удерживают в три раза больше энергии, чем лучшие элементы на основе алюминия.

Они также более безопасны, не имеют верхнего предела в амперах, вызывающего самопроизвольный перегрев, более экологичны и легче утилизируются благодаря стабильным материалам основы. Тестирование также показывает, что проверочные батареи типа «таблетка» служат в три раза дольше, чем литий-ионные версии.

GMG планирует вывести на рынок алюминиево-ионные графеновые аккумуляторные батареи в конце этого или в начале следующего года, а выпуск автомобильных аккумуляторных батарей запланирован на начало 2024 года.

Созданные на основе передовой технологии Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Квинслендского университета (UQ), в элементах батарей используются нанотехнологии, позволяющие вставлять атомы алюминия внутрь крошечных отверстий в графеновых плоскостях.

Алюминиево-ионная технология Graphene Manufacturing Group позволяет заряжать iPhone менее чем за 10 … [+] секунд. Он работает, бросая атомы алюминия в отверстия в графене. Фото: Группа производителей графена

Группа по производству графена

Тестирование, проведенное рецензируемым специализированным изданием Advanced Functional Materials Публикация заключила, что клетки обладают «выдающейся высокой производительностью (149 мАч г-1 при 5 А г-1), превосходящей все ранее описанные катодные материалы AIB».

Управляющий директор

GMG Крейг Никол настаивал на том, что, хотя элементы его компании — не единственные разрабатываемые графеновые алюминиево-ионные элементы, они, несомненно, являются самыми мощными, надежными и быстро заряжающимися.

«Он заряжается так быстро, что это, по сути, суперконденсатор», — заявил Николь. «Он заряжает монетный элемент менее чем за 10 секунд».

Утверждается, что новые аккумуляторные элементы обеспечивают гораздо большую удельную мощность, чем существующие литий-ионные аккумуляторы, без проблем с охлаждением, нагревом или редкоземельными элементами, с которыми они сталкиваются.

«Пока проблем с температурой нет. Двадцать процентов литий-ионной аккумуляторной батареи (в автомобиле) связано с их охлаждением. Очень высока вероятность, что нам вообще не понадобится ни охлаждение, ни обогрев », — заявил Николь.

«Он не перегревается и пока хорошо работает при минусовых температурах при тестировании.

«Им не нужны контуры для охлаждения или обогрева, которые в настоящее время составляют около 80 кг в упаковке 100 кВт / ч».

При перезарядке алюминиево-ионных батарей они возвращаются к отрицательному электроду и меняют местами три алюминиевых… [+] электронов на ион, по сравнению с максимальной скоростью лития, равной одному. Фото: Группа производителей графена

Группа по производству графена

Новую технологию ячеек, как настаивал Николь, можно было бы внедрить в существующие литий-ионные корпуса, такие как архивная фотография MEB от Volkswagen Group, что позволит избежать проблем с архитектурой автомобильной промышленности, которая, как правило, используется до 20 лет.

«Наши будут иметь ту же форму и напряжение, что и нынешние литий-ионные элементы, или мы можем придать любую необходимую форму», — подтвердил Николь.

«Это прямая замена, которая заряжается так быстро, что это, по сути, суперконденсатор.

«Некоторые литий-ионные элементы не могут работать более 1,5-2 ампер, иначе вы можете взорвать аккумулятор, но наша технология не имеет теоретических ограничений».

Алюминиево-ионные аккумуляторные элементы — горячая почва для разработок, особенно для использования в автомобилях.

Одни только недавние проекты включали сотрудничество между Китайским Технологическим университетом Даляня и Университетом Небраски, а также другими проектами из Корнельского университета, Университета Клемсона, Университета Мэриленда, Стэнфордского университета, факультета полимеров Университета Чжэцзян и промышленного консорциума European Alion. .

Различия носят сугубо технический характер, но в ячейках GMG используется графен, полученный с помощью собственной плазменной технологии, а не из традиционных источников графита, и в результате плотность энергии в три раза превышает плотность энергии следующей лучшей ячейки из Стэнфордского университета.

Алюминиево-ионный монетный элемент Graphene Manufacturing Group будет запущен в производство в начале 2022 года. Фото: … [+] Graphene Manufacturing Group

Группа по производству графена

Алюминий-ионная технология Stanford с природным графитом дает 68.7 Ватт-часов на килограмм и 41,2 Вт на килограмм, в то время как его вспененный графит обеспечивает мощность до 3000 Вт / кг.

Аккумулятор GMG-UQ нагнетает мощность от 150 до 160 Вт / кг и до 7000 Вт / кг.

«Они (UQ) нашли способ проделывать дыры в графене и способ хранить в дырках атомы алюминия ближе друг к другу.

«Если мы просверлим отверстия, атомы застрянут внутри графена, и он станет намного более плотным, как шар для боулинга на матрасе».

В рецензируемой публикации Advanced Functional Materials обнаружено, что трехслойный графен с перфорацией на поверхности (SPG3-400) имеет «значительное количество плоских мезопор (≈2.3 нм) и чрезвычайно низкое отношение O / C 2,54% продемонстрировали отличные электрохимические характеристики.

«Этот материал SPG3-400 демонстрирует исключительную обратимую емкость (197 мАч г-1 при 2 А г-1) и выдающуюся производительность», — говорится в заключении.

Алюминий-ионная технология имеет существенные преимущества и недостатки по сравнению с литий-ионной аккумуляторной технологией, которая сегодня используется почти в каждом электромобиле.

Когда элемент перезаряжается, ионы алюминия возвращаются к отрицательному электроду и могут обмениваться тремя электронами на ион вместо ограничения скорости лития, равного только одному.

Использование алюминиево-ионных элементов дает также огромное геополитическое, ценовое, экологическое и вторичное преимущество, поскольку в них практически не используются экзотические материалы.

«Это в основном алюминиевая фольга, хлорид алюминия (прекурсор алюминия, который может быть переработан), ионная жидкость и мочевина», — сказал Николь.

«Девяносто процентов мирового производства и закупок лития по-прежнему осуществляется через Китай, а 10 процентов — через Чили.

«У нас есть весь необходимый нам алюминий прямо здесь, в Австралии, и его можно безопасно производить в первом мире.”

Главный научный сотрудник Graphene Manufacturing Group д-р Ашок Кумар Нанджундан (слева) и д-р … [+] Сяодан Хуанг из Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Квинслендского университета обсуждают прорыв в области батарей. Фото: Производственная группа графена.

Группа по производству графена

Зарегистрированная на бирже TSX Venture в Канаде, GMG подключилась к технологии графеновых алюминиево-ионных аккумуляторов UQ, поставив университету графен.

«Наш ведущий специалист по продуктам д-р Ашок Нанджундан с самого начала участвовал в проекте Университета Квинсленда в своем исследовательском центре нанотехнологий», — сказал Николь, признав, что GMG почти «повезло» с этой технологией, бесплатно предоставив для исследовательских проектов свой графен. .

GMG не заключила договор о поставках с крупным производителем или производственным предприятием.

«Мы еще не связаны с крупными брендами, но это может войти в Apple iPhone и зарядить его за секунды», — подтвердил Николь.

«Сначала мы выведем на рынок монетную ячейку. Он заряжается менее чем за минуту и ​​имеет в три раза больше энергии, чем литий », — говорится в продукте Barcaldine.

«Это также гораздо менее вредно для здоровья. Ребенка можно убить литием, если его проглотить, но не алюминием.

Монетная батарея станет первой производимой алюминиево-ионной батареей Graphene Manufucturing Group, … [+] которая начнется в начале следующего года. Фото: Группа производителей графена

Группа по производству графена

Еще одно преимущество — стоимость.Литий подорожал с 1460 долларов США за метрическую тонну в 2005 году до 13 000 долларов США за тонну на этой неделе, в то время как цена на алюминий выросла с 1730 долларов США до 2078 долларов США за тот же период.

Еще одно преимущество состоит в том, что в графеновых алюминиево-ионных элементах GMG не используется медь, которая стоит около 8470 долларов США за тонну.

Хотя он открыт для производственных соглашений, предпочтительный план GMG состоит в том, чтобы «работать» с технологией, насколько это возможно, с установками от 10 гигаватт до 50 гигаватт, во-первых, даже если Австралия не может быть логическим первым выбором для производственного предприятия.

Это не единственная компания из Брисбена, которая продвигает в мир аккумуляторные батареи.

PPK Group имеет совместное предприятие с Deakin University по разработке литий-серных батарей, а Vecco Group подтвердила сделку с Shanghai Electric по производству ванадиевых батарей для коммерческого хранения энергии в Брисбене.

Новые конструкции аккумуляторных батарей для электромобилей вряд ли снизят спрос на металлы, говорят горняки.

Литиевый аккумулятор был замечен на стенде Lexus во время автосалона Auto China 2016 в Пекине, Китай, 29 апреля 2016 года.REUTERS / Damir Sagolj

6 августа (Рейтер) — Горнодобывающие компании заявляют, что не опасаются плана китайской CATL (300750.SZ) по изготовлению аккумулятора электромобиля без лития или других ключевых металлов, поскольку новый дизайн будет иметь ограниченный диапазон и более мощные конкурирующие аккумуляторные технологии в ближайшие годы поглотят запасы полезных ископаемых.

Уверенность в отрасли проистекает из стремительного роста популярности аккумуляторов не только в транспорте, но и во множестве других частей мировой экономики — эволюция, которая, по мнению многих отраслевых аналитиков, потребует значительного расширения добычи полезных ископаемых.

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), к 2030 году количество электромобилей в мире вырастет более чем в 14 раз и составит 145 миллионов. В то же время коммунальные предприятия строят огромные парки батарей для хранения электроэнергии.

Ожидается, что ионно-литиевые батареи останутся доминирующим химическим составом по мере роста отрасли, особенно в сфере транспорта. Но в прошлом месяце CATL заявила, что разработает ионно-натриевую батарею, не содержащую никель, литий или кобальт.подробнее

Это менее мощная конструкция и более тяжелая конструкция, что делает его менее идеальным для автомобилей, что, по словам руководителей горнодобывающей промышленности, является хорошим предзнаменованием для традиционных конструкций аккумуляторов электромобилей и спроса на металлы.

«Я не думаю, что ионно-натриевые батареи снизят спрос на литий», — сказал Пол Грейвс, исполнительный директор производителя лития Livent Corp (LTHM.N), который заключил сделки на поставку Tesla Inc (TSLA.O), BMW. (BMWG.DE) и других автопроизводителей. «Фактически, спрос на литий будет ограничиваться предложением.»

Некоторые западные автопроизводители работают над сокращением зависимости от магнитов, сделанных из редкоземельных металлов, хотя это связано с тем, что Китай является их крупнейшим производителем. Хотя для некоторых редкоземельных элементов существуют альтернативы, литий широко считается лучшим металлом для получения энергии. плотность в аккумуляторе. читать дальше

Использование ионно-натриевых аккумуляторов может вырасти примерно до 15% мирового рынка аккумуляторов к 2035 году, по оценкам консалтинговой компании по минералам Adamas Intelligence.

Однако этот рост должен произойти за счет лития По словам Адамаса, ионно-фосфатные (LFP) батареи, которые обычно используются в автобусах или больших батареях, а не в традиционных литий-ионных батареях.

«С точки зрения производителя лития, в обозримом будущем это не представляет серьезной угрозы», — сказал Райан Кастиллу, управляющий директор Adamas.

Albemarle Corp (ALB.N), крупнейший в мире производитель лития, заявила, что большие коммунальные батареи могут быть одним из наиболее заметных вариантов использования нового типа батарей CATL, но литий — единственный металл, который может способствовать повсеместному внедрению электромобилей.

«Настоящим ключом к распространению электромобилей является литий-ионная батарея с более высоким энергопотреблением», — сказал Эрик Норрис, глава литиевого подразделения Albemarle.

Товароведческие исследования По оценкам Roskill, спрос на литий для производства аккумуляторов электромобилей к 2030 году вырастет более чем на 2 миллиона тонн, что более чем в 4,5 раза больше, чем в 2020 году, в то время как спрос на кобальт, еще один металл, используемый в производстве аккумуляторов электромобилей, почти вырастет. удвоится в следующие десять лет. подробнее

«Количество новых потенциальных рынков для аккумуляторов и накопителей энергии растет намного быстрее, чем технологии, конкурирующие с литий-ионными», — сказал Эндрю Миллер, аналитик Benchmark Mineral Intelligence (BMI), отслеживающий цепочку поставок электромобилей. .«Это станет гораздо более разнообразным рынком аккумуляторных батарей».

Горнодобывающий гигант Rio Tinto (RIO.L) (RIO.AX), который производит аккумуляторный литий на своем борном руднике в Калифорнии, в прошлом месяце одобрил инвестиции в размере 2,4 миллиарда долларов в проект по производству бората лития в Сербии.

Rio отказалась комментировать план CATL.

Отчетность Клары Дениной и Эрнеста Шейдера Под редакцией Маргариты Чой

Наши стандарты: принципы доверия Thomson Reuters.

GM представляет электромобили с запасом хода 600 миль с новым центром исследования аккумуляторов

General Motors строит новый исследовательский центр по аккумуляторным батареям площадью 300 000 квадратных футов в Мичигане, чтобы помочь ему реализовать свою миссию по созданию аккумуляторов для электромобилей, которые будут более долговечными, быстрее заряжаются и более экологически безопасными.Благодаря этому новому центру GM готовит почву для прорыва в области аккумуляторных батарей, который поможет ему создавать электромобили, способные проехать до 600 миль на одной зарядке, что примерно в два раза больше, чем у большинства электромобилей на дороге сегодня.

Новый объект будет называться Wallace Battery Innovation Center в честь Билла Уоллеса, инженера по аккумуляторным батареям в GM, который умер в 2018 году. Центр будет расположен в Уоррене, штат Мичиган, рядом с кампусом технического центра автопроизводителя площадью 710 акров в юго-восточном Мичигане. .GM не называет количество инженеров, которые в конечном итоге заполнят лаборатории центра, и не сообщает, сколько денег будет стоить строительство, но ожидает, что это будет «сотни миллионов долларов».

«прототип ячеек большого формата, шириной до метра или даже шире»

Инновационный центр будет «одним из немногих в Северной Америке, который может использовать прототипы ячеек большого формата, шириной до метра или даже шире, с одинаковым набором электродов», — сказал Кен Моррис, вице-президент по электрическим и автономным технологиям. автомобили в GM.

Цель состоит в том, чтобы производить батареи с плотностью энергии «до 1200 ватт-часов на литр», — сказал Моррис — ошеломляющее число, которое некоторые эксперты ставят под сомнение. «А это означает, что вы можете легко получить автомобиль на 500 или 600 миль на одной зарядке, что создает новую реальность для наших клиентов».

Это будет за пределами диапазона, заявленного для его аккумуляторной архитектуры Ultium, который, по заявлению компании, позволит проехать «400 миль и более».«Когда они были впервые анонсированы, GM заявила, что разработает свои батареи Ultium в виде крупноформатных ячеек карманного типа по сравнению с цилиндрическими элементами, которые используются Tesla и другими. Это позволяет складывать их вертикально или горизонтально внутри аккумуляторной батареи, если автопроизводитель считает нужным.

«С этими недорогими автомобилями с высокой плотностью энергии, мы действительно думаем, что сможем получить лучшую упаковку, которая будет меньше по массе, лучше для автомобиля, лучше для клиента, и это может стать реальностью так быстро, как мы сможем. Инновационный центр Уоллеса », — добавил Моррис.

Первое поколение аккумуляторов Ultium дебютирует в пикапе Hummer EV, производство которого планируется запустить в следующем году. Центр Уоллеса создается для разработки будущих версий, которые будут полностью отличаться от нынешнего литий-ионного состава.

«Центр Уоллеса станет местом объединения инженеров-разработчиков, инженеров-исследователей и инженеров-технологов, где мы собираемся ускорить развитие этого следующего поколения», — сказал Моррис.«Такие технологии, как металлический литий или аноды из чистого кремния, даже твердотельные батареи».

Инновационный центр — это не завод по производству аккумуляторов — GM строит два из них с партнером LG Chem — но он будет создан для пилотных сборочных линий, чтобы автопроизводитель мог экспериментировать с различными методами производства. Другие проекты будут включать интеллектуальную собственность, которая разрабатывается в рамках совместного предприятия GM и SolidEnergy Systems, дочернего предприятия Массачусетского технологического института, деятельность которого направлена ​​на повышение плотности энергии в литий-ионных батареях.

GM выросла до крупнейшего автопроизводителя в Северной Америке благодаря двигателям внутреннего сгорания. Теперь ей необходимо нарастить производство электромобилей, чтобы к 2040 году стать компанией с нулевым выбросом углерода и достичь своей цели по прекращению продаж легких дизельных и бензиновых автомобилей к 2035 году. , фундаментальная забота о будущем GM. Компания уже пообещала потратить 27 миллиардов долларов на разработку и производство 30 новых электромобилей к 2025 году и даже изменила дизайн своего логотипа, чтобы он больше походил на электрическую вилку.

Автомобильные аккумуляторы и аксессуары — Walmart.com

«,» tooltipToggleOffText «:» Переведите переключатель в положение «

БЕСПЛАТНАЯ доставка на следующий день»!

«,» tooltipDuration «:» 5 «,» tempUnavailableMessage «:» Скоро вернусь! «,» TempUnavailableTooltipText «:»

Мы прилагаем все усилия, чтобы снова начать работу.

• Временно приостановлено в связи с высоким спросом.
• Продолжайте проверять наличие.

«,» hightlightTwoDayDelivery «:» false «,» locationAlwaysElhibited «:» false «,» implicitOptin «:» false «,» highlightTwoDayDelivery «:» false «,» isTwoDayDeliveryTextEnabled «:» true «,» useTesting » «,» ndCookieExpirationTime «:» 30 «},» typeahead «: {» debounceTime «:» 100 «,» isHighlightTypeahead «:» true «,» shouldApplyBiggerFontSizeAndCursorWithPadding «:» true «,» isBackgroundGreyoutEnabled} «:» false » locationApi «: {» locationUrl «:» https: // www.walmart.com/account/api/location»,»hubStorePages»:»home,search,browse»,»enableHubStore»:»false»},»perimeterX»:{«isEnabled»:»true»},»oneApp «: {«drop2»: «true», «hfdrop2»: «true», «heartingCacheDuration»: «60000», «hearting»: «true»}, «feedback»: {«showFeedbackSuccessSnackbar»: «true», «feedbackSnackbarDuration» : «3000»}, «webWorker»: {«enableGetAll»: «false», «getAllTtl»: «

0″}, «search»: {«searchUrl»: «/ search /», «enabled»: «false» , «tooltipText»: «

Скажите нам, что вам нужно

«, «tooltipDuration»: 5000, «nudgeTimePeriod»: 10000}}}, «uiConfig»: {«webappPrefix»: «», «artifactId»: «верхний колонтитул -app «,» applicationVersion «:» 20.0,52 «,» applicationSha «:» 2b2fa7ae7cc148e01ffe2ff445132d34fe71577a «,» applicationName «:» верхний колонтитул «,» узел «:» 9cfca198-2734-4032-af00-41f1a406f8d4 «,» облако «:» scus-prod » oneOpsEnv «:» prod-a «,» profile «:» PROD «,» basePath «:» / globalnav «,» origin «:» https://www.walmart.com «,» apiPath «:» / header- нижний колонтитул / электрод / api «,» loggerUrl «:» / заголовок-нижний колонтитул / электрод / api / logger «,» storeFinderApi «: {» storeFinderUrl «:» / store / ajax / preferred-flyout «},» searchTypeAheadApi «: { «searchTypeAheadUrl»: «/ search / autocomplete / v1 /», «enableUpdate»: false, «typeaheadApiUrl»: «/ typeahead / v2 / complete», «taSkipProxy»: false}, «emailSignupApi»: {«emailSignupUrl»: » / account / electro / account / api / subscribe «},» feedbackApi «: {» fixedFeedbackSubmitUrl «:» / customer-survey / submit «},» logging «: {» logInterval «: 1000,» isLoggingAPIEnabled «: true,» isQuimbyLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingCacheStatsEnabled «: true},» env «:» production «},» envInfo «: {» APP_SHA «:» 2b2fa7ae7cc148e01ffe2ff4451 «APP:0.52-2b2fa7 «},» expoCookies «: {}}

Создан новый тип аккумуляторов, который может заряжаться в 10 раз быстрее, чем литий-ионные аккумуляторы

Санкт-Петербургским государственным университетом 9 апреля 2021 г.

Символьное представление химической формулы нового полимера. Предоставлено: Анатолий Верещагин

.

Кроме того, он безопаснее с точки зрения потенциальной пожарной опасности и оказывает меньшее воздействие на окружающую среду.

Трудно представить нашу повседневную жизнь без литий-ионных батарей.Они доминируют на рынке аккумуляторов небольшого формата для портативных электронных устройств, а также широко используются в электромобилях. В то же время литий-ионные аккумуляторы имеют ряд серьезных проблем, включая: потенциальную опасность возгорания и снижение производительности при низких температурах; а также значительное воздействие на окружающую среду утилизации использованных батарей.

По словам руководителя группы исследователей, профессора кафедры электрохимии Санкт-Петербургского университета Олега Левина, химики изучают окислительно-восстановительные нитроксилсодержащие полимеры в качестве материалов для электрохимического накопления энергии.Эти полимеры характеризуются высокой плотностью энергии и быстрой скоростью зарядки и разрядки благодаря быстрой окислительно-восстановительной кинетике. Одной из проблем при реализации такой технологии является недостаточная электропроводность. Это препятствует накоплению заряда даже с присадками с высокой проводимостью, такими как углерод.

В поисках решений этой проблемы исследователи из Санкт-Петербургского университета синтезировали полимер на основе комплекса никель-сален (NiSalen). Молекулы этого металлополимера действуют как молекулярная проволока, к которой прикреплены энергоемкие нитроксильные подвески.Молекулярная архитектура материала позволяет достичь высоких емкостных характеристик в широком диапазоне температур.

Профессор кафедры электрохимии СПбГУ Олег Левин. Кредит: СПбГУ

.

«Мы придумали концепцию этого материала в 2016 году. Тогда мы начали разработку фундаментального проекта« Электродные материалы для литий-ионных аккумуляторов на основе металлоорганических полимеров ». Работа поддержана грантом Российского научного фонда.Изучая механизм переноса заряда в этом классе соединений, мы обнаружили, что существует два ключевых направления развития. Во-первых, эти соединения можно использовать в качестве защитного слоя для покрытия основного проводящего кабеля батареи, который в противном случае был бы изготовлен из традиционных материалов для литий-ионных аккумуляторов. А во-вторых, их можно использовать в качестве активного компонента материалов для электрохимических аккумуляторов », — поясняет Олег Левин.

На разработку полимера ушло более трех лет.В первый год ученые опробовали концепцию нового материала: они объединили отдельные компоненты, чтобы смоделировать электрически проводящую основу и окислительно-восстановительные подвески, содержащие нитроксил. Было важно убедиться, что все части конструкции работают вместе и усиливают друг друга. Следующим этапом стал химический синтез соединения. Это была самая сложная часть проекта. Это связано с тем, что некоторые компоненты чрезвычайно чувствительны, и даже малейшая ошибка ученого может вызвать ухудшение качества образцов.

Из нескольких полученных образцов полимера только один оказался достаточно стабильным и эффективным. Основная цепь нового соединения образована комплексами никеля с саленовыми лигандами. Стабильный свободный радикал, способный к быстрому окислению и восстановлению (заряд и разряд), был связан с основной цепью ковалентными связями.

«Аккумулятор, изготовленный с использованием нашего полимера, заряжается за секунды — примерно в десять раз быстрее, чем традиционный литий-ионный аккумулятор. Это уже было продемонстрировано серией экспериментов.Однако на данном этапе он все еще отстает по емкости — на 30-40% ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов. Сейчас мы работаем над улучшением этого показателя при сохранении скорости заряда-разряда », — говорит Олег Левин.

Изготовлен катод для новой батареи — положительный электрод для использования в химических источниках тока. Теперь нам понадобится отрицательный электрод — анод. На самом деле, его не обязательно создавать с нуля — его можно выбрать из существующих.Вместе они образуют систему, которая в некоторых областях может вскоре заменить литий-ионные батареи.

«Новый аккумулятор способен работать при низких температурах и станет отличным вариантом там, где важна быстрая зарядка. Он безопасен в использовании — нет ничего, что могло бы создать опасность возгорания, в отличие от широко распространенных сегодня кобальтовых батарей. Он также содержит значительно меньше металлов, которые могут нанести вред окружающей среде. Никель присутствует в нашем полимере в небольшом количестве, но его гораздо меньше, чем в литий-ионных аккумуляторах », — говорит Олег Левин.

Ссылка: «Быстрый и емкий: A [Ni (Сален)] — Редокс-проводящий полимер TEMPO для органических батарей» Анатолий А. Верещагин, доктор Даниил А. Лукьянов, Илья Р. Куликов, доктор Найтик А. Панджвани, д-р Елена А. Алексеева, проф. Ян Берендс и проф. Олег В. Левин, 17 ноября 2020 г., Batteries and Supercaps .
DOI: 10.1002 / batt.202000220

аккумуляторов | Министерство энергетики

Улучшение аккумуляторных батарей для электромобилей, включая гибридные электрические (HEV) и подключаемые к сети электромобили (PEV), является ключом к повышению экономической, социальной и экологической устойчивости транспортных средств.Фактически, переход на малотоннажный парк HEV и PEV может снизить зависимость США от иностранной нефти на 30-60% и выбросы парниковых газов на 30-45%, в зависимости от точного сочетания технологий. Для получения общего обзора транспортных средств с электрическим приводом см. Страницы Центра данных по альтернативным видам топлива Министерства энергетики США, посвященные гибридным и съемным электромобилям и автомобильным аккумуляторным батареям.

Несмотря на то, что на рынке доступен ряд электромобилей, дальнейшие усовершенствования аккумуляторов могут сделать их более доступными и удобными для потребителей.Помимо автомобилей малой грузоподъемности, некоторые производители автомобилей большой грузоподъемности также стремятся к гибридизации автомобилей средней и большой грузоподъемности для повышения экономии топлива и сокращения холостого хода.

Вклад Управления автомобильных технологий

Office Vehicle Technologies фокусируется на снижении стоимости, объема и веса аккумуляторов, одновременно улучшая характеристики аккумуляторов транспортного средства (мощность, энергию и долговечность) и способность выдерживать условия неправильного использования. Достижение целей Офиса в этих областях и коммерциализация передовых технологий хранения энергии позволит большему количеству людей покупать и использовать автомобили с электроприводом.

Отдел автомобильных технологий занимается исследованиями аккумуляторных батарей по трем основным направлениям:

• Исследовательские исследования материалов батарей: решает фундаментальные проблемы материалов и электрохимических взаимодействий, связанных с литиевыми и не литиевыми батареями. В этом исследовании предпринимается попытка разработать новые и многообещающие материалы, использовать передовые модели материалов для прогнозирования режимов отказа батарей, а также использовать научные диагностические инструменты и методы, чтобы понять, почему материалы и системы выходят из строя.Основываясь на этих выводах, он работает над разработкой способов смягчения этих сбоев.
• Applied Battery Research: Нацелен на оптимизацию высокоэнергетических литий-ионных электрохимических систем нового поколения с использованием новых материалов для аккумуляторов. В этом упражнении особое внимание уделяется выявлению, диагностике и устранению проблем, которые негативно влияют на производительность и срок службы ячеек с использованием современных материалов.
• Advanced Battery Development, System Analysis, and Testing: основное внимание уделяется разработке надежных аккумуляторных элементов и модулей для значительного снижения стоимости аккумулятора, увеличения срока службы и повышения производительности.Это исследование направлено на обеспечение того, чтобы эти системы соответствовали конкретным целям для конкретных транспортных средств.

Эти исследования и разработки описаны в Ежегодном обзоре результатов и отчетах о ходе работы.

Это исследование основано на десятилетиях работы Министерства энергетики в области аккумуляторов и накопителей энергии. Исследования, проведенные при поддержке Управления автомобильных технологий, привели к созданию современных никель-металлогидридных аккумуляторов, которые используются почти во всех гибридных электромобилях первого поколения.Точно так же исследования Управления также помогли разработать технологию литий-ионных аккумуляторов, используемую в Chevrolet Volt, первом коммерчески доступном гибридном электромобиле с подключаемым модулем. Эта технология в настоящее время используется в различных гибридных и подключаемых к сети электромобилях, которые появятся на рынке сейчас и в ближайшие несколько лет, включая Ford Focus EV.

Партнерства

Подпрограмма батарей активно работает с рядом различных организаций, включая национальные лаборатории и университеты.В рамках Департамента офис сотрудничает с Управлением науки и ARPA-e (Агентство перспективных исследовательских проектов — Энергетика). В рамках федерального правительства подпрограмма работает с:

Они также сотрудничают в международных исследованиях с:

Большая часть исследований подпрограммы проводится синхронно с отраслевыми партнерами через:

• Партнерство США DRIVE, специализирующееся на легковых автомобилях
• Партнерство по грузовым автомобилям 21-го века, специализирующееся на большегрузных автомобилях
• Консорциум усовершенствованных аккумуляторов США (USABC), партнерство между U.S. Министерство энергетики (DOE), Chrysler, Ford и General Motors для разработки и демонстрации передовых аккумуляторных технологий для гибридных и электромобилей, а также для проведения эталонных испытаний новых технологий.

Голы

Подпрограмма

VTO «Батареи и накопители энергии» направлена ​​на исследование нового химического состава батарей и технологий ячеек, которые могут:

• Снизить стоимость аккумуляторов электромобилей до менее 100 долларов США / кВт · ч — в конечном итоге 80 долларов США / кВт · ч
• Увеличить запас хода электромобилей до 300 миль
• Уменьшите время зарядки до 15 минут или меньше.

Для получения дополнительной информации об исследованиях, проводимых Управлением автомобильных технологий в области аккумуляторов, свяжитесь с Брайаном Каннингемом из группы по аккумуляторным батареям.

.