Samsung придумал, как удвоить емкость батарей для электромобилей

Рекордная емкость Согласно информации японской Nikkei Asian Review, в Samsung Electronics ведется разработка перспективных аккумуляторных батарей для электромобилей нового поколения, емкость заряда которых вдвое превышает показатели популярных сегодня литий-ионных аккумуляторов, и примерно на 50% показатели нового поколения твердотельных батарей. Новые автомобильные аккумуляторы Samsung базируются на так называемой литий-воздушной (lithium-air, Li-air) технологии, использующей для генерации тока процесс окисления лития на аноде и восстановление кислорода на катоде. Согласно информации Nikkei, в случае успешной разработки батарей нового типа Samsung имеет все шансы значительно обогнать конкурентов, работающих в области разработки аккумуляторов для новых электромобилей, главным образом, компаний из Японии и Южной Кореи. Особенности технологии Впервые литий-воздушная технология производства аккумуляторных батарей была предложена еще в 1970-е годы, однако в то время из-за отсутствия комплекса необходимых технологий заметного коммерческого успеха добиться не удалось. Тем не менее, интерес к литий-кислородной технологии постоянно сохранялся, поскольку теоретическая удельная энергия литий-воздушной батареи с рабочим материалом Li2O2 очень высока: в заряженном состоянии она может достигать 40,1 МДж/кг, что уже сопоставимо с теоретической удельной энергией бензина (46,8 МДж/кг).

Литий-ионная и литий-воздушная батареи Интерес к литий-воздушным батареям вернулся совсем недавно, по мере развития материаловедения и современных технологий производства. Кроме того, исследования в этой области сегодня щедро спонсируются автоиндустрией. Так, Toyota Motor уже объявили о планах начала собственного производства твердотельных батарей в середине следующего десятилетия. В настоящее время разработчикам из Samsung удалось добиться удельной емкости разрабатываемых ими литий-воздушных батарей на уровне порядка 520 Вт/ч на килограмм веса батареи. Серьезного прорыва в разработке удалось добиться за счет применения сверхтонкого сепаратора, который является ключевым элементом конструкции таких батарей. По данным Nikkei, толщина сепаратора в литий-воздушных аккумуляторах Samsung составляет всего 20 мкм – это менее 10% от толщины сепаратора в предыдущих моделях батарей. За счет этого разработчикам удалось увеличить удельную плотность заряда, и, как следствие, общую емкость батареи за счет большего числа ячеек на единицу объема.

Емкость батарей Samsung вдвое больше чем у современных электромобилей Для сравнения Nikkei приводит характеристики нового электромобиля Leaf от Nissan Motor, заряда батареи которого достаточно для пробега на расстояние порядка 400 км. Новая литий-воздушная батарея Samsung теоретически может обеспечить схожий электродвигатель пробегом от одного заряда на расстояние до более 700 км. Ложка дегтя Несмотря на рекордную удельную емкость, литий-воздушная технология Samsung нуждается в серьезной доработке ввиду малого числа цикла зарядов-разрядов. Современные батареи для электромобилей поддерживают тысячи циклов заряда-разряда. Максимальная емкость литий-воздушных аккумуляторов значительно снижается уже после 20 циклов заряда-разряда. Другой значительной проблемой новой технологии является слишком длительное время полного заряда батареи: сейчас на это уходит несколько часов. В Nikkei отмечают, что готовности к коммерческому использованию технология Samsung может достичь ближе к 2030 году, а до этого компания будет проводить многочисленные эксперименты с подбором сочетаний различных материалов для катодов, анодов и сепараторов литий-воздушных батарей. Your browser does not support the video tag. CNews Forum 2017: Информационные технологии завтра Ссылка на источник