Прорыв в аккумуляторах для автомобилей?

С аккумуляторами для электромобилей, как известно, пока все не слава богу: они здоровенные, довольно долго заряжаются и не обеспечивают хорошей автономности. А электромобилей становится все больше и больше, зарядки для них тоже прибавляются, но, учитывая время, которое нужно потратить на восполнение уровня заряда аккумулятора, в случае увеличения трафика у зарядок электромобилей начинают скапливаться серьезные очереди. Как раз недавно во время испанской Святой недели, когда испанцы традиционно отправляются в поездки в другие города, чтобы наблюдать за красочными процессиями, многие испанские СМИ показывали очереди на пару часов ожидания из автомобилей Tesla, ожидающих в очередях на зарядку.

Но похоже, что какие-то прорывы в этом плане все-таки наблюдаются.

CATL произвела фурор в прошлом августе, представив аккумулятор Shenxing — LFP-батарею, которая способна всего за 10 минут зарядки обеспечить запас хода на 400 км. Меньше чем через год эти батареи уже питают реальные автомобили. В этом году CATL пошла дальше и показала еще более впечатляющий аккумулятор под названием Shenxing Plus. Эта батарея не только обеспечивает запас хода в 1000 км, но и заряжается на дополнительные 600 км за 10 минут. За счет сотового 3D-материала, разработанного CATL, плотность энергии Shenxing Plus составляет рекордные 205 Втч/кг, что сопоставимо с большинством традиционных батарей NCM.

Заявления CATL об аккумуляторной батарее на 1000 км с 10-минутной зарядкой могут показаться знакомыми, поскольку производитель в 2022 году представил аккумулятор Qilin с такими же характеристиками. Разница между ними заключается в химии. В Qilin используется никель-марганец-кобальт (NMC), в то время как новая батарея Shenxing Plus станет первой литий-железо-фосфатной (LFP) батареей, которая преодолеет отметку в 1000 км. И NMC, и LFP являются типами литий-ионных аккумуляторов, однако NMC обладает большей энергоемкостью на единицу веса по сравнению с LFP. Тем не менее, аккумуляторы LFP чаще используются в производстве электромобилей благодаря более доступным материалам, термической стабильности и более длительному сроку службы.

Обычные LFP-аккумуляторы имеют плотность энергии в диапазоне от 90 до 160 Втч/кг. Однако CATL заявляет, что их новая батарея Shenxing Plus впервые преодолевает порог в 200 Втч/кг, достигая значения 205 Втч/кг. Это по-прежнему ниже показателей NMC-батарей. Например, у Qilin плотность энергии 255 Втч/кг. То есть батарея Shenxing Plus емкостью 1000 км будет тяжелее при той же мощности. Но это все равно выдающееся достижение, которое обещает объединить в себе лучшие качества обеих технологий.

CATL сообщает, что достичь такой высокой энергетической плотности удалось благодаря сочетанию новых материалов и инновационной структуры. Они использовали трехмерный материал с сотовой структурой для анода и технологию гранулярной градации для катода. Помимо повышения плотности энергии, 3D-материал контролирует объемное расширение во время циклов зарядки-разрядки. Цельный корпус элемента, который компания называет первым в отрасли, оптимизирует использование внутреннего пространства, помогая достичь высокого уровня плотности энергии.

Даже батареи емкостью 1000 км рано или поздно приходится перезаряжать. И здесь аккумулятор Shenxing Plus тоже отличился. Он предлагает более быструю зарядку, чем оригинальный Shenxing, позволяя всего за 10 минут восполнить запас хода на 600 км. Другими словами, скорость зарядки составляет 1 км в секунду. Даже при низких температурах до −20°C новая батарея обеспечивает сверхбыстрое пополнение заряда.

CATL приписывает такую ​​революционную скорость зарядки быстрому литий-ионному проводящему покрытию, добавлению элементов из переходных металлов и новой нанометровой инкапсуляции для создания более плавной и эффективной передачи данных между материалами анода и катода. Расширение зоны перегрузки по току гарантирует быстрое и безопасное рассеивание тепла, возникающего при зарядке высоким током.

CATL не сообщает, когда батареи Shenxing Plus могут появиться в производстве, но стоит отметить, что компания выпустила оригинальную батарею Shenxing всего через восемь месяцев после ее первой демонстрации в августе прошлого года. BYD и CATL уже поставляют аккумуляторы Tesla, Ford, BMW, Toyota, Kia, Mercedes-Benz и Toyota.