19Мар

Современные аккумуляторы для автомобилей: какие бывают виды АКБ для авто

Содержание

Автомобильные аккумуляторы виды и характеристики

Выбрать новый аккумулятор, из огромного ассортимента, представленного на российском рынке  становится все сложнее. Разумеется, перед покупкой многие стремятся собрать как можно больше информации , которую трудно воспринять неподготовленному человеку. Сейчас мы попробуем кратко и простыми словами разобраться, какие виды аккумуляторов существуют и что из себя представляют
Итак, автомобильные аккумуляторы бывают:
     
       • Сурьмянистые (обслуживаемые). Это устаревший вид обслуживаемых аккумуляторов, который уже практически не встречается ввиду отсутствия востребованности. Отличаются высоким саморазрядом и потерей электролита.
         + Можно восстановить, если посадили в ноль.
         — Требует к себе повышенного внимания.
Из обслуживаемых АКБ можно рекомендовать, российские аккумуляторы Тюмень.
                        
  
   • Кальциевые (не обслуживаемые). На сегодняшний день — наиболее распространенный вид аккумуляторов. Обладают крайне низким уровнем саморазряда и электролиза, т.е. потери электролита настолько ничтожны, что эти батареи не нуждаются в обслуживании на протяжении всего срока эксплуатации. Емкость и пусковой ток в таких аккумуляторах выше, чем в гибридных и сурьмянистых.
         + Не нужно обслуживать.
        — Нельзя разряжать в ноль. Если АКБ разрядился в ноль — восстановить его можно только если зарядить в течение суток. Если такой возможности нет, аккумулятор вскоре потеряет свои свойства.
     Нам очень нравятся корейские аккумуляторы, такие как Medalist (Медалист), Delkor, Alphaline (Альфалайн) с высокими пусковыми токами. Так же хотим отметить, очень высокого качества словенские аккумуляторы TOPLA и TAB турецкую MUTLU

         • Гибридные (малообслуживаемые). В таких батареях сурьмянистые пластины чередуются с кальциевыми, что позволяет снизить и потери электролита с саморазрядом, и легче переживать разряд. Но характеристики этих батарей средние, поэтому распространены мало.

                                           
         • EFB. Кислотная батарея с пластинами из чистого свинца, упакованными в микроволоконные конверты. Обладает повышенной устойчивостью к разрядам и способностью быстро восполнять заряд, что позволяет применять в том числе на автомобилях с системой Start-Stop. Не следует путать с так называемыми «гелевыми» аккумуляторами. Аккумуляторы ЕФБ тяжелее обычных свинцовых акб.
         + Долгий срок службы и можно сажать в ноль.
         — Высокая цена
В нашем интернет-магазине по продаже АКБ представлена не плохая линейка ЕФБ аккумуляторов, не только зарубежного производства но и российского производителя Аком ЕФБ  с приемлемой ценой.

• AGM/GEL (гелевые). Современный тип акб. Главное отличие — в таких аккумуляторах электролит находится в «связанном» состоянии, что предотвращает любые утечки и прочие потери и не позволяет осыпаться пластинам. Предназначены прежде всего для систем типа Start-Stop. Наиболее часто встречаются именно аккумуляторы AGM, так как батареи типа GEL обладают более низкими пусковыми токами и практически не применяются в автомобилях.

        + Долгий срок службы, большие пусковые токи, что особенно актуально для дизельных машин в зимнее время эксплуатации. Также можно восстановить если АКБ был сильно разряжен
        — Высокая цена.

В нашем онлайн магазине «купить аккумулятор», так же представлена большая линейка АГМ аккумуляторов для авто

Вот и все, что нужно знать при выборе аккумулятора и при этом не потерять голову.

какие бывают аккумуляторные батареи и для чего они используются

Аккумуляторы, которые можно использовать в разных сферах жизни, бывают разные. Самым распространенным является аккумулятор для автомобилей. Он включает в себя несколько элементов питания. Его называют еще и батареей. Когда все элементы соединяются в нем, возникает большой источник напряжения. Существует множество видов аккумуляторов для автомобилей.

Разновидности батарей по материалам

Аккумуляторы для автомобилей бывают разных типов:

  • Сурьмянистые. В нем есть 5% сурьмы. Он считается устаревшим видом сегодня, так как современные аккумуляторы содержат меньше сурьмы. Такие АКБ сохранились в разных источниках тока.
  • Малосурьмянистые. Чтобы снизить испарение воды из электролита, первый вид аккумуляторов заменили малосурьмянистыми. Эти АКБ имеют менее 5% сурьмы. Они во многом смогли решить проблему доливки воды. Но они тоже нуждаются в обслуживании, так как потери воды все равно есть. Когда говорят, что их не надо обслуживать, это просто реклама. По словам специалистов, такой вид лучше подходит для легковых автомобилей.
  • Кальциевые. В таких современных АКБ стали использовать кальций вместо воды. На этих моделях есть маркировка, которая говорит о содержании кальция в положительных и отрицательных электродах. В современных кальциевых аккумуляторах не существует потеря воды. Если сравнить его с сурьмянистыми аккумуляторами, можно сказать, что саморазряд у этого вида меньше 70%. Вот почему они дольше работают по сравнению с другими. Цена таких батарей выше, чем малосурьмянистых. Такие аккумуляторы встречаются на иномарках. Во время использования не надо допускать глубокого разряда батареи.
  • Гибридные и гелиевые. На них есть маркировка Ca +. Они производятся по нескольким технологиям. Есть варианты гибридных аккумуляторов, в содержании которых есть сурьма. Создатели этого вида попытались собрать положительные стороны всех батарей. Но результат получился средним. Среди разновидностей гелиевых батарей, есть такой тип, который выпускают по технологии AMG и GEL.
  • Щелочные. Здесь используется щелочь, а не кислота. Есть довольно много видов щелочных батарей. Они редко могут использоваться в автомобилях. В основном их применяют в складской технике. Во время реакции таких АКБ электролит не расходуется.
  • Литий-ионные. Такие батареи используются как дополнительный источник тока. Здесь ионы лития являются носителями тока. Один из наиболее популярных видов аккумуляторных батарей для автомобиля.

Классификация по мощности и уходу

Батареи можно разделить на несколько типов. По необходимости обслуживания выделяются:

  • Необслуживаемые.
  • Малообслуживаемые.

Аккумуляторы для автомобилей по мощности тоже различны:

  • Маломощные.
  • Средней мощности.
  • С высокой мощностью.

Маломощные батареи сейчас не используют, но раньше их применяли в маленьких автомобилях. Батареи средней мощности широко используют почти во всех легковых автомобилях.

Батареи с высокой мощностьюв вездеходах и грузовых машинах.

Несомненно, АКБ — важная часть работы всех машин.

Именно от нее зависит, какой будет старт двигателя.

Специалисты говорят, что нужно регулярно проверять АКБ, чтобы не возникало никаких проблем.

Мнения пользователей

Не думаю, что когда-нибудь научусь разбираться в этом. Не сильно люблю автомобили, поэтому доверяюсь друзьям — обычно покупаю именно те модели, на которые они укажут. Проблем никогда не было. Однажды некому было помочь, а устройство надо было срочно менять. Решил довериться помощи консультанта — лучше бы подождал друга. Хотя заплатил больше, чем обычно, количество возникающих проблем тоже увеличилось.

Артем Зарубов

Считаю, что нет большой разницы, какой тип выбрать. Главное, чтобы само устройство было качественным. Конечно, я понимаю, что оно должно подходить для легкового автомобиля. А также нет нужды покупать разновидность, предназначенную для экстремально холодной местности, если ты живешь у моря. Достаточно проверить наличие нужных документов у продавца, чтобы не наткнуться на контрафакт.

Никита Колегов

Различают разные виды автомобильных аккумуляторов. Какие-то из них часто применяются для личного транспорта, какие-то редко. Я предпочитаю гелиевые АКБ. По всем характеристикам это более удобные и выносливые батареи, которые обеспечивают зажигание даже в большой мороз. Правда, придется следить за уровнем заряда и не допускать его падения до нулевой отметки.

Алексей Понамарев

Категорически не рекомендую гелиевые аналоги для невнимательных автомобилистов. Я никогда не слежу за уровнем заряда. Пополняю его только в случаях, когда это отражается на яркости ламп. Как-то раз затянул и накопитель разрядился полностью. Из-за большой чувствительности к таким ситуациям устройство стало работать хуже, теперь приходится заряжать его раньше. Не очень приятно.

Виктор Миронов

Раньше даже не знал, какие бывают аккумуляторы для автомобиля. Теперь я понимаю, что это очень просто. Не люблю тратить лишнее время и деньги на уход за личным транспортом, поэтому предпочитаю модели, которые не требуют обслуживания. Обычно они обладают самыми низкими показателями саморазряда. Ну а необходимость периодической зарядки касается любого устройства.

Анатолий Иванков

Виды аккумуляторов для автомобилей: технические характеристики

Разные виды аккумуляторов для автомобилей включают элементы, позволяющие получить большее напряжение. АКБ различаются по методу подключения, у одних устройств оно последовательное, у других — параллельное. Материалы электродов имеют жидкий или гелеобразный электролит.

Есть много видов аккумуляторов для автомобилей.

Что такое аккумулятор и для чего он нужен в автомобиле?

Автомобильный аккумулятор, так же как генератор, служит в качестве источника электроэнергии и выполняет следующие функции:

  • снабжает током стартер, когда запускается двигатель;
  • питает включенный потребитель при работе генератора;
  • участвует в переходных процессах, которые требуют высокого напряжения;
  • способствует сглаживанию пульсирующего тока.

Свинцово-кислотные аккумуляторы в легковых машинах отличаются по типу. С течением времени устройства совершенствуются. Одна батарея включает в себя 6 отдельных аккумуляторов, соединенных последовательно. Корпус у таких элементов сделан из полипропилена, он устойчив к воздействию кислот.

Один из таких мини-аккумуляторов включает в себя несколько положительных и отрицательных электродов. Назначение сепаратора — изоляция электродов, имеющих противоположную полярность. Каждый отдельный электрон сделан из свинца или свинцово-кальциевого сплава.

У АКБ такого типа низкий уровень заряда. У гибридных АКБ более простая конструкция. Чтобы электроды имели повышенную устойчивость к коррозии, в свинец добавляется незначительное количество олова. Структура электродов напоминает решетку. Каждый находится в электролите — растворе серной кислоты (или геле).

Основные виды автомобильных аккумуляторных батарей — краткая характеристика, маркировка

Разные типы автомобильных аккумуляторов имеют разную мощность, стоимость и эксплуатационные характеристики. Исследователи стараются увеличивать энергоемкость устройств. Разрабатываются морозостойкие батареи. Существующие АКБ содержат опасные вещества: свинец и серную кислоту. В планах разработчиков создание более экологичных агрегатов.

Сурьмянистые

Свинцовая пластина таких АКБ имеет от 4,8 до 5% сурьмы, которая делает свинец плотнее и усиливает электролиз. Когда происходит выделение газов, вода будто закипает. В результате таких процессов повышается концентрация электролитов.

Чтобы компенсировать потерю влаги, в АКБ заливается очищенная вода. Популярны батареи, содержащие меньшее количество сурьмы. Устройства легко обслуживать. Современные аккумуляторы для авто практически не содержат сурьмы.

Малосурьмянистые АКБ

Пластины таких АКБ имеют минимальное количество сурьмы (менее 4,8%). Устройства могут и не контролироваться. В этом случае выкипает немного воды. Малосурьмянистая АКБ не предъявляет высоких требований к электрическому оборудованию. Он имеется в российских легковых авто. Главное преимущество устройства — ценовая доступность.

Щелочные

Состав аккумулятора для автомобиля.

Батареи такого типа содержат щелочь. Они подразделяются на 2 вида: никель-кадмиевые и металлгидридные.

Положительные пластины выполнены с применением гидроксида никеля, отрицательные содержат незначительное количество кадмия и железа.

Никель-кадмиевые щелочные батареи удобны в эксплуатации. Особенность в том,что во время химических реакций электролит остается, а не выкипает.

Щелочные батареи имеют много преимуществ по сравнению с “классическими”:

  1. Нормально переносят перезаряд. Можно хранить их разряженными.
  2. Щелочные АКБ удобно эксплуатировать, если температура низкая. Зимой двигатель будет быстро запускаться.
  3. Кислотные батареи выделяют вредные вещества, а щелочные — нет.

Главный недостаток — высокая стоимость. Устройства много весят, они чаще применяются в грузовых машинах.

Кальциевые

Чтобы выкипало меньше воды, вместо сурьмы стали использовать кальций. У кальциевой АКБ маркировка “Ca/Ca”. Она указывает на то, что детали устройства имеют кальций. А если добавляется незначительное количество серебра, снижается сопротивление аккумулятора, в результате повышается энергоемкость.

Когда стали применять кальций, уменьшилось газовыделение, снизился расход воды. Малосурьмянистые АКБ уступают кольцевым. Батарею, в которой есть кальций, часто называют “необслуживаемой”. У такого устройства долгий срок службы, вода выкипает медленно.

Автомобильные аккумуляторы, пластины которых содержат кальций, долго хранятся и не теряют эксплуатационных свойств.

Но кальциевая АКБ имеет несколько слабых сторон:

  • предъявляет высокие требования к перезарядке;
  • является чувствительной к напряжению бортовой сети;
  • плохо реагирует на перепады температуры.

Кальциевая батарея дороже малосурьмянистой, но цена оправдывает качество. АКБ такого типа устанавливаются в зарубежные авто. Минус кальциевой батареи — чрезмерная требовательность к перезарядке. Но при правильном уходе она становится надежным, долговечным источником питания.

AGM и гелевые батареи

Вышеназванные типы АКБ содержат раствор серной кислоты, а AGM — гель. Устройства устанавливаются в дорогих иномарках, они надежнее и безопаснее “классических”.

Серная кислота, разбавленная водой, сразу вытекает, если корпус повреждается. Гелеобразный электролит имеет повышенную плотность, он не такой текучий как жидкость. Между пластинами есть материал, который удерживает гель внутри. Функция этого материала — защищать электроды.

Обозначение “AGM” (Absorbent Glass Mat) переводится как «материал с абсорбирующими свойствами». Гель в агрегате зафиксирован. Такую АКБ можно наклонять, не боясь, что при повреждении жидкость вытечет.

Виды аккумуляторов.

Один из плюсов батареи — прекрасная виброустойчивость. У нее низкий уровень заряда, соответственно, его можно долго хранить. Рекомендуется хранить гелевый аккумулятор заряженным. Еще один его плюс — устойчивость к перезарядке.

Нельзя подвергать батарею ускоренной зарядке. Следует использовать меньший ток. Гелевые АКБ имеют специальное устройство для зарядки. Помимо достоинств, у таких батарей есть слабые стороны. Они плохо работают, если температура воздуха резко понижается. Если хранить АКБ в благоприятных условиях, срок службы составит до 11 лет. Еще один недостаток батареи — высокая цена.

Гибридные АКБ

У таких батарей маркировка “Ca+”. Пластины устройств имеют электроды, отличающиеся технологией производства. Положительные являются малосурьмянистыми, а отрицательные — кальциевыми. Гибридные батареи расходуют мало воды, в этом заключается их преимущество. Устройства надежны, устойчивы к перезарядке.

Литий-ионные АКБ

По качеству их сравнивают с гелевыми. Химические элементы таких аккумуляторов имеют ионы лития. Отрицательные электроды содержат графит, положительные — литий-фосфатный материал, который не токсичен. Он экологически чист, безопасен и легко поддается утилизации.

Литий-ионные батареи выдают относительно высокое напряжение, имеют низкий уровень самозаряда. Они используются нечасто, потому что чувствительны к температурным перепадам.

Свинцовые батареи вытесняются другими видами. Аккумуляторные устройства AGM становятся все более популярными, но их стоимость выше, чем у прочих разновидностей. В будущем планируется создать батареи, которые не будут содержать жидкости.

особенности и требования — Информационные материалы (статьи) о маслах, смазках, технических жидкостях, аккумуляторах, автошинах

Факт остается фактом, что автомобиль без аккумулятора лишь безжизненный набор железа и элементов.

Существуют аккумуляторы для разных автомобилей, и принцип работы автомобильных аккумуляторов примерно одинаковый, однако для грузовых автомобилей можно выделить ряд отличий: существенно большие габариты, пусковой ток и емкость.

Хотели бы подробнее выделить основные требования, предъявляемые к аккумуляторам грузовых машин:

  • Массивные габариты и большая мощность. Чтобы осуществить запуск крупногабаритного аккумулятора, потребуется высокая мощность и весьма существенный крутящий момент.
  • Большой пусковой ток. Данное условия связано не только с теми усилиями, которые требуются при запуске, но и с особыми условиями электрической цепи грузовых автомобилей.
  • Обеспечение запуска двигателя в любых природных условиях. Современные качественные автомобильные аккумуляторы способны запустить двигатель при любых, даже самых суровых, климатических условиях и различной интенсивности эксплуатации.
  • Низкая чувствительность к отрицательным температурам и саморазряду.

Принято выделять 2 большие группы аккумуляторов для грузовых машин. Однако современная классификация представляет уже 4 типа:

  • Обслуживаемые грузовые аккумуляторы, которые становятся все менее востребованными. Причинами этому являются: ненадежность корпуса, слабая герметичность и периодическая необходимость пополнения водой.
  • Малообслуживаемые аккумуляторы содержат недостатки предыдущего типа, но они гораздо менее выражены. На рынке данные аккумуляторы представлены в различных ценовых категориях.
  • Гибридные аккумуляторы для грузовых машин обладают прекрасными техническими свойствами и характеристиками. Они выдерживают различные вибрации и температурные изменения. Считаются более надежными, но стоят дороже, чем предыдущие типы аккумуляторов.
  • Необслуживаемые аккумуляторы для грузовиков по своей конструкции не имеют внутри, в классическом представлении, электролита. В них электролит представляет собой некоторую гелеобразную структуру, поэтому почти не испаряется. Данные аккумуляторы считается крайне надежными и не подвержены саморазряду. К их недостаткам можно отнести: высокую стоимость и чувствительность к различным неполадкам электрической цепи.

В нашем магазине http://pts-oil.ru Вы всегда сможете подобрать автомобильный аккумулятор, который наиболее подходит к Вашему автомобилю. А стоимость и качество нашей продукции Вас приятно удивят.

Чтобы комментировать, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь

Виды автомобильных аккумуляторов, преимущества и недостатки акб — «BelovParts»

Многие автомобилисты меняют запчасти и комплектующие в своих машинах не по окончанию их срока службы, указанного производителем, а из-за степени износа. Такая практика вполне объяснима и допустима, хотя все рекомендации экспертов сводятся к тому, что своевременная замена агрегата продлевает жизнь автомобилю.

Что такое аккумулятор?

Аккумулятор — это химический ресурс тока, который состоит из двух и более деталей питания. Сочетание сразу нескольких деталей позволяет получить обобщающий ток и напряжение. В авто наиболее распространен тип батарей с 6 деталями, которые дают напряжение 2,1 В. В итоге АКБ дает напряжение 12,6 В. Главной функцией АКБ считается подача электрического тока для запуска двигателя, подача тока в токоприемники, когда мотор не работает, а также контроль напряжения и силы тока в момент работы мотора в целях исключения деформации принимающих устройств из-за высокого напряжения, которое иногда может воспроизводить генератор автомобиля.

Разновидности аккумуляторов

Чтобы грамотно выбрать аккумулятор для своей машины, нужно знать, какие существуют виды. Итак:

1. Сурьмянистые. Это старый вид батарей. В составе свинцовых пластин присутствует более 5% сурьмы. В современных моделях содержится намного меньше сурьмы. Роль этого материала в увеличении надежности аккумулятора. Натуральный свинец очень эластичный и не может быть применен в батарее. Сурьма способствует внезапной активации процесса электролиза, который запускается в батарее при напряжении 12 В. Сегодня этот тип батареи не применяется в качестве стартерной.

2. Малосурьмянистые. Пластины с минимальным составом сурьмы стали применяться для того, чтобы сократить активность потерь воды из электролита. К малосурьмянистым типам батарей можно отнести те, в которых присутствует менее 5% сурьмы. Еще одним преимуществом такого типа АКБ считается минимальный уровень самостоятельного разряда батареи при складировании, чем у старых сурьмянистых моделей. Эти батареи легко обслуживаются. Утраты воды из электролита все равно есть. Поэтому нужно делать проверку уровня и дополнительно использовать дистиллированную воду.

3. Кальциевые. Сегодня это самый распространенный тип АКБ. Аккумулятор имеет низкий уровень самостоятельного разряда и электролиза, то есть, утраты электролита настолько малы, что эти батареи не требуют обслуживания в течение всего срока службы. Важно — нельзя до конца разряжать такой аккумулятор, иначе восстановить заряд можно только в течение суток. Если такой возможности нет, то АКБ вскоре утратит свои эксплуатационные качества.

4. Гибридные. На корпусе таких батарей можно увидеть обозначение Са+ или Са/Sb. Решетки электродов изготавливаются по разным методам. Плюсовые создаются с применением сурьмы, отрицательные — по кальциевому методу. Гибридные батареи — попытка сочетать преимущества всех видов батарей. Этот тип батареи хорошо переносит тотальную разрядку и дисбаланс напряжения в электросистеме авто.

5. AGM и гелевые. Батареи, реализуемые по методу AMG и GEL, обладают электролитом в совокупном виде. Производители попытались решить проблему безопасной эксплуатации АКБ. Ведь в традиционных АКБ электролит может протечь при перекатывании или деформации корпуса. Серная кислота считается агрессивным компонентом и опасна для организма человека. Поэтому проблема была решена при помощи погружения электролита в совокупное положение и уменьшения его жидкого состояния. Кроме роста безопасности в гелевых АКБ, получилось снизить осыпание активной массы пластин. Так как этот тип не имеет жидкого электролита, то его легко можно устанавливать в горизонтальном виде. Но все равно использовать эти батареи в перевернутом положении не желательно. К достоинствам целевых аккумуляторов обоих типов нужно отнести низкий самостоятельный разряд и большую устойчивость к вибрации. Еще они могут давать высокий пусковой ток вне зависимости от заряда батареи и до полного разряда батареи. После тотального разряда они полностью воссоздают емкость и выдерживают огромное число циклов заряд-разряд. На морозе они могут капризничать. При низких градусах снижается проводимость желеобразного электролита. Время использования этого типа АКБ составляет 10 лет. Но на практике выходит 7 В авто их нечасто увидишь из-за высокой цены. Наибольшее распространение они получили на дорогих марках авто, джипах, мотоциклах премиум класса.

6. Щелочные. Здесь применяется щелочь в основе электролита, а не кислота. Они встречаются а авто редко. Часто их применяют в складской технике в качестве тяговых батарей. Щелочные АКБ хорошо выдерживают перезаряд, лучше функционируют при низких температурах.

7. Литий-ионные. Этот тип является наиболее эффективным в плане вспомогательных ресурсов электрического тока. Носителями тока являются ионы лития. Этот тип батареи имеет высокую удельную электрическую емкость, низкую степень саморазряда. Этот тип используется для снабжения питанием разной мобильной электроники.

Что нас ожидает в будущем?

Работы по улучшению видов АКБ ведутся не переставая. Направления различные: рост энергоемкости, рост устойчивости к морозу, выбор экологичных и безопасных материалов. Все это предъявляет жесткие требования к АКБ:

  • снижение размеров,
  • применение батарей в любых природных зонах,
  • увеличение безопасности использования и упрощения выброса АКБ.

Эксперты уверены, что свинцово-кислотные АКБ постепенно будут уходить с рынка. Современные целевые батареи — промежуточное звено в эволюции батарей. В будущем АКБ для авто не будут лишены жидкости в целях безопасности. Кроме того, они будут имитировать разную форму для комфортной установки.

В компании «BelovParts» вы можете купить АКБ любого типа с гарантией и по привлекательной цене. Специалисты проконсультируют вас по любому вопросу и помогут выбрать подходящий АКБ.

Читать в других публикациях

Батарейка для авто: трудности утилизации

Литий-ионная батарея BMW i3 Фото: Rudolf Simon

Почти все современные электронные устройства, от смартфонов до электромобилей, работают за счет литий-ионных аккумуляторов, разработанных в 1990-х годах. В основе работы этих накопителей энергии лежат электрохимические реакции окисления металлического лития, входящего в состав анода (положительный электрод). Во время разрядки литий окисляется и в виде катиона (положительно заряженный ион) движется к катоду (отрицательный электрод). Во время зарядки все происходит наоборот: под электрическим напряжением катионы лития выходят из катода и движутся к аноду, где идет восстановление.

Классический литий-ионный аккумулятор был выпущен в 1991 году. Его создатели – японский химик Акира Йошино, американский физик Джон Гуденаф, британский химик Стэнли Уиттингэм получили за свою работу Нобелевскую премию по химии в 2019 году.

«Литий-ионные аккумуляторы совершили революцию в нашей жизни и используются везде, от мобильных телефонов до ноутбуков и электромобилей. Своей работой лауреаты этого года заложили основу беспроводного общества, в котором нет места ископаемому топливу», – так описывает заслуги ученых Нобелевский комитет.

По словам кандидата технических наук, заведующего кафедрой Санкт-Петербургского государственного технологического института Дмитрия Агафонова, скептики развития частного электротранспорта совершенно напрасно ругают его за так называемую проблему, связанную с утилизацией батарей электромобилей. Он объяснил, что по своему составу литий-ионные аккумуляторы, используемые в электромобилях, не отличаются от батарей, применяемых в различных гаджетах и инструментах.

«Сегодня литий-ионные аккумуляторы – это направление в технологиях. Например, существуют десятки катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. Сложнее с анодными материалами, поскольку существует много различных форм углерода, которые могут работать как анодный материал. Много надежд связано с кремнием и различными композитами, в состав которых входит кремний. Есть титанат лития, который гарантирует немыслимый циклический ресурс. Речь идет о десятках тысяч циклов перезарядки», – рассказал он.

По словам ученого, именно после появления титаната лития и родилась идея использовать такие аккумуляторы в электромобилях, поскольку жизненный цикл батареи был бы равен жизненному циклу самого транспортного средства.

«Речь идет об использовании одного аккумулятора на протяжении 25 лет, или о 40-50 тысячах циклов заряда-разряда. Сейчас хороший литий-ионный аккумулятор рассчитан на 1,5-2 тысячи циклов заряда-разряда. Аккумулятор считается работоспособным, если он выдает до 80 процентов от своей первоначальной емкости», – пояснил Агафонов.

Одно из наиболее перспективных направлений применения литий-ионных аккумуляторов – системы накопления энергии от возобновляемых источников.

Одно из крупнейших в мире месторождений лития Солончак Уюни, Боливия

Ценные металлы

Если говорить конкретно об электромобилях, стоит понимать, что там используется аккумуляторная батарея очень крупных размеров. После окончания срока службы ее можно снять и разобрать, чтобы выделить заново все ценные компоненты и получить соли лития и кобальт.

Литий может извлекаться из батареи после окончания срока службы, кобальт – также можно извлечь, это очень дорогой металл, в котором существует огромная потребность. Прежде всего, он применяется в металлургической промышленности.

Кобальт не встречается в виде отдельного материала, его нельзя выделить из какой-то руды. Он – спутник никелевых руд. Производство кобальта составляет около двух процентов от общего производства никеля.

Корпуса батарей бывают разные, в автомобильном транспорте они производятся из алюминия, который тоже утилизируется.

В России аккумуляторы выбрасывают

В ряде сфер человеческой деятельности накопилось огромное количество литий-ионных аккумуляторов, отработавших свой гарантийный срок, – например в военной сфере, также это всевозможные гаджеты, строительный и ремонтный инструмент (отвертки, шуруповерты), которые постепенно начинают сильно дешеветь из-за того, что в них стали использовать именно литий-ионные аккумуляторы.

«В России литий-ионные аккумуляторы перерабатываются на двух предприятиях. С 2014 года на челябинском ГК «Мегаполисресурс», а с 2019 – на ООО «НЭК» в Ярославле, – рассказывает эксперт «Беллоны» по обращению с отходами Никита Зубков. – Оба завода перерабатывают аккумуляторы с получением полезных фракций. При этом технология ГК «Мегаполисресурс», основанная на гидрометаллургии, позволяет сделать этот процесс рентабельным, они покупают литий-ионные аккумуляторы. Именно на этот завод Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга передавал собранные у населения аккумуляторы и батарейки.

Поскольку такой тип аккумуляторов относится к отходам 2 класса опасности, их оборот с  1 марта 2022 года будет регулировать Федеральный экологический оператор (Госкорпорация «Росатом»). Самостоятельно перерабатывать отходы 1 и 2 классов опасности ФЭО планирует на семи заводах, которые, согласно нацпроекту «Экология», должны заработать до конца 2024 года. Проблема сейчас в большей степени заключается в отсутствии налаженного сбора аккумуляторов у населения в большинстве регионов России и зачастую очень высоких затратах на транспортирование до предприятий по их переработке».

С экспертом согласен и Дмитрий Агафонов. «Сейчас в России они [аккумуляторы] просто выбрасываются, их никто и нигде не собирает, в отличие от марганцево-цинковых элементов», – рассказал ученый, отметив, что в последнее время в нашей стране идет много разговоров о том, чтобы строить заводы по утилизации литий-ионных аккумуляторов.

Дмитрий Агафонов уверен, что противники развития электрического транспорта сделали электромобили виновными в проблеме утилизации литий-ионных аккумуляторов от непонимания ситуации. «Эта истерия – от непонимания. В аккумуляторах вообще мало кто разбирается, это очень специфическая область знания. Но должен сказать, что сейчас в нашей стране есть колоссальный интерес к строительству заводов по переработке литий-ионных аккумуляторов», – поделился Агафонов.

Сейчас с ученым пытаются наладить контакт представители многих российских регионов, а также Узбекистана. Всех интересуют вопросы, связанные со строительством производств по переработке литий-ионных батарей, поскольку в нашей стране таких заводов в настоящий момент нет.

А в других странах?

По словам известного шведского журналиста, автора книги «Электромобили и гонка за металлами» («Elbilen och jakten på metallerna») Арне Мюллера, утилизация литий-ионных аккумуляторов представляет огромную проблему.

Мюллер уверен, что, несмотря на то что в Европе утилизируется лишь 40 процентов аккумуляторов гаджетов, именно электромобили спровоцируют нехватку мощностей переработки.

«В настоящее время в Европе работают менее 10 заводов, которые занимаются утилизацией литий-ионных аккумуляторов. Проблему их утилизации необходимо решить за следующее десятилетие, в течение которого резко возрастут объемы использованных аккумуляторов электромобилей, поскольку Европа стремится стать декарбонизированным обществом с безуглеродной экономикой», – подчеркнул Мюллер.

Он рассказал, что в настоящее время правила по утилизации литий-ионных аккумуляторов, действующие в Евросоюзе, очень слабые (речь идет о «батарейной директиве» 2006/66/EC Европарламента, документ № 32006L0066. – Прим. ред.). Они требуют переработать только 50 процентов веса батареи.

«Сейчас идет обсуждение новых правил с увеличением процентных показателей утилизации различных элементов», – отметил он.

Если одной частью проблемы утилизации аккумуляторов является эффективность их переработки, то вторая часть – отсутствие гарантий того, что аккумуляторы действительно будут сдаваться в переработку после окончания их срока службы. Многие эксперты предполагают, что большая часть батарей, используемых в электромобилях, получит вторую жизнь, например в накопителях энергии, в том числе в частных домах. Но будут ли батареи сданы на утилизацию?

Одним из возможных решений этого вопроса может стать введение системы депозита для аккумуляторов, которая уже существует, к примеру, в Калифорнии.

В настоящее время страны Азии и США сильно опережают Европу в количестве перерабатывающих производств и их мощностей. Однако в прошлом году пять европейских компаний: Bebat (Бельгия), GRS Batterien Service GmbH (Германия), Cobat (Италия), BatteriRetur (Норвегия) и Stibat (Нидерланды) образовали трансъевропейский альянс Reneos, который будет координировать работу по сбору и переработке аккумуляторов.

Этот процесс осуществляется в русле политики Еврокомиссии по созданию устойчивой экосистемы электромобилизации, которая, в том числе, включает в себя декарбонизацию производства аккумуляторных батарей, а также последующие этапы их жизни вплоть до переработки.

Главная задача альянса – создать систему, все элементы которой будут отвечать самым строгим экологическим нормам, в которой не будет «провала» в жизненном цикле аккумуляторных элементов. Всё должно использоваться до предела своих технических возможностей, ничто не должно быть выброшено на свалку, загрязняя окружающую среду, и всё должно быть переработано в максимальной степени.

«Объединив ведущих экспертов по переработке аккумуляторов, мы сделаем Европу полноценным центром переработки аккумуляторов, что еще больше повысит нашу конкурентоспособность по сравнению с Азией или США», – заявил, в частности, генеральный директор Reneos Филипп Селис.

По различным прогнозам, в 2021 году общемировая переработка составит около 300 000 метрических тонн аккумуляторного лома. В 2018-м все страны, в целом, разобрали на ценные металлы 100 000 тонн перезаряжаемых элементов на основе лития.

Остается добавить, что, конечно, опыт в переработке литий-ионных аккумуляторов еще только накапливается, но и сказать, что в этом направлении ничего не делается, будет по меньшей мере некорректно.

Виды аккумуляторов для автомобилей — Аккумуляторы

Выбор новой аккумуляторной батареи для автомобиля – дело тонкое.

Как водится, сложности появились у автомобилистов благодаря внедрению новых технологий производства и расширению ассортимента разных типов автомобильных источников электропитания.

Сейчас даже опытному автолюбителю перед походом в магазин не помешает узнать, какие бывают виды аккумуляторов и какой из них лучше взять для своей машины.

Какие бывают разновидности батарей?

Электрохимические источники питания используются повсеместно – в бытовой технике, промышленности, на транспорте и в других сферах. Но аккумулятор для автомобиля – это особая категория изделий, изготавливаемая для решения определенных задач:

  1. Вращение стартера и пуск двигателя авто — главная функция батареи. Для ее реализации важно обеспечить высокий пусковой ток в течение короткого периода времени.
  2. Питание систем, функционирующих при отключенном двигателе. К таковым относится блок управления (контроллер), часы, сигнализация и так далее.
  3. Помощь генератору в случае пиковых нагрузок на электрическую сеть. В аварийных ситуациях, например, при поломке генератора, эта поддержка может превратиться в полное замещение.

Если последние 2 задачи может решить практически любой источник питания, то с пуском силового агрегата могут справиться лишь определенные разновидности аккумуляторов для автомобилей – свинцово-кислотные. По исполнению и эксплуатационным характеристикам они делятся на такие группы:

  • сурьмянистые и малосурьмянистые;
  • кальциевые;
  • гибридные;
  • изготавливаемые по технологии Absorbent Glass Mat (сокращенно AGM) и гелевые.

Все перечисленные изделия имеют свинцовые электроды (банки), заправлены электролитом на основе серной кислоты и работают по одному принципу. Отличия – в технологии исполнения и применении дополнительных материалов, улучшающих свойства батарей.

К отдельным категориям относится щелочной и литиевый аккумулятор, чье устройство несколько отличается от кислотных источников напряжения. Как это влияет на характеристики изделий, стоит рассмотреть подробнее, но вначале – о традиционных автомобильных батареях, чьи параметры оцениваются по таким критериям:

  • способность к восстановлению после полной разрядки;
  • степень испарения электролита;
  • склонность к разряду во время хранения.

Изделия с добавками сурьмы

Этот химический элемент служит для улучшения рабочих свойств чистого свинца, а именно — для придания ему твердости и оптимизации процесса электролиза. Из-за последнего фактора производители отказались от выпуска аккумуляторов с высоким содержанием сурьмы (более 5%), поскольку в них быстро выкипал электролит, отчего автомобилистам приходилось часто доливать дистиллированную воду.

На данный момент в продаже имеются только малосурьмянистые аккумуляторы (менее 5% сурьмы) с такими характеристиками:

  • самая низкая цена среди всех источников питания, предназначенных для авто;
  • способность восстанавливаться после глубокого разряда;
  • необходимость периодической доливки воды, так как электролит все же выкипает;
  • батарея склонна к медленному саморазряду.

Привлекательность малосурьмянистых аккумуляторов заключается в низкой стоимости и стойкости к перепадам в бортовой сети, что свойственно машинам отечественного производства.

Остальные виды батарей не столь неприхотливы, из-за нестабильности в электрических цепях их срок службы сокращается. Изделия с добавками сурьмы считаются малообслуживаемыми, поскольку требуют к себе периодического внимания в процессе эксплуатации.

Кальциевые источники питания

Отличие данного типа батарей состоит в том, что место сурьмы в них занял кальций, о чем свидетельствует соответствующая маркировка на корпусе – «Са/Са». В некоторые модели производители также добавляют серебро в небольших количествах.

Цель этих мероприятий – уйти от выкипания электролитической жидкости и повысить надежность изделий.

Если в сурьмянистых источниках постоянного тока процесс электролиза начинается уже при напряжении 12 В, то в кальциевых порог закипания составляет 16 В.

В результате модернизации кальциевый аккумулятор для автомобиля получил характеристики, противоположные сурьмяному:

  • самостоятельный разряд практически отсутствует;
  • выкипание электролита близко к нулю;
  • батарея может прийти в негодность после 3—4 циклов полной разрядки, поскольку неспособна восстанавливаться;
  • по стоимости изделие относится к средней ценовой категории.

То есть, аккумуляторы с добавкой кальция не нуждаются в обслуживании и не разряжаются, но боятся нестабильности автомобильной сети и глубокого разряда. Если их эксплуатировать в приемлемых условиях, то изделие прослужит дольше, чем сурьмяной источник напряжения.

Батареи — гибриды

Гибридный аккумулятор олицетворяет компромисс между сурьмянистыми и кальциевыми АКБ как по конструкции, так и по свойствам. В нем положительные электроды выполнены с добавлением сурьмы, а отрицательные пластины – кальция и серебра, отсюда и название. Данная разновидность батарей – наиболее многочисленная по количеству выпускаемых моделей, что свидетельствует об их популярности.

Гибриды изготавливаются по технологии Calcium Plus и распознаются среди прочих изделий по маркировке «Ca+» либо «Ca/Sb». Их характеристики являются золотой серединой между сурьмяными и кальциевыми аккумуляторами:

  • изделия устойчивы к скачкам напряжения в бортовой сети и полному разряду, обладая способностью к восстановлению;
  • испарение электролита имеет место, но в небольших количествах;
  • при хранении батарея разряжается, но очень медленно.

Смешанные свойства гибридных АКБ сочетаются с приемлемой ценой. Она не превышает стоимости кальциевых источников питания.

Вместо жидкости — гель

Замена классического электролита гелевым составом – это высокотехнологичное решение, позволяющее объединить все лучшие свойства в одном изделии. Такой наполнитель не вытекает при переворачивании, не выкипает и обладает повышенной стойкостью к вибрации, вызывающей осыпание пластин в обычных кислотных аккумуляторах. Отсюда и многочисленные преимущества:

  • батарея выдает большой пусковой ток вплоть до полного разряда;
  • нет саморазряда и выкипания жидкости;
  • АКБ способна многократно восстанавливаться после зарядки.

Единственный недостаток гелевых аккумуляторов – высокая стоимость, что ограничивает их массовое применение в автомобилях всех категорий.

Прочие АКБ

Щелочной и литий-ионный аккумулятор на данный момент считается экзотикой, поскольку встречается на автомобилях достаточно редко.

Первые отличаются большими габаритами и высокой ценой, хотя по длительности пускового тока, саморазрядке и испарению жидкости превосходят традиционные свинцово-кислотные батареи.

Электроды в них выполнены из железа, покрытого кадмием и гидроксидом никеля, а роль электролита играет щелочь (едкий калий).

Литиевый аккумулятор пока что находится в стадии доработки. При множестве достоинств – высокой электроемкости, низком саморазряде и повышенном удельном напряжении такая АКБ имеет серьезные недостатки:

  • неспособность давать пусковой ток для стартера авто;
  • боится глубокого разряда и теряет электрическую емкость с течением времени;
  • количество циклов заряд – разряд (до 500) недостаточно для использования на автомобиле.

Кроме того, подобные изделия заметно хуже работают при отрицательных температурах и отличаются приличной ценой.

Рекомендации по выбору

Выбирая аккумулятор для автомобиля, нужно учитывать его тип и особенности, а не только ориентироваться на цену. Есть несколько советов на этот счет:

  1. Для машин отечественного производства отлично подойдет малосурьмяной или гибридный источник питания.
  2. Кальциевые батареи – это выбор владельцев новых иномарок, у которых электрооборудование работает стабильно.
  3. Для подержанных автомобилей иностранных брендов лучше выбирать гибридные АКБ. Они же хорошо послужат на отечественных авто последнего поколения.

Гелевые аккумуляторы годятся для всех легковых автомобилей. Другое дело, что не каждый автолюбитель может себе позволить такую покупку, поэтому их чаще всего используют владельцы элитных марок и внедорожников.

Разнообразие видов автомобильных аккумуляторов

Производители предлагают широкий выбор автомобильных аккумуляторов. Эти источники питания отличаются между собой не только названием бренда, но и по способам генерации электричества. Внутри большинства из них залит раствор кислоты, но встречаются модели, работающие на щелочном растворе, а также используются прогрессивные технологии с гелевыми составами.

Что такое аккумулятор, и для чего он нужен в автомобиле

В каждом автомобиле, оснащённом двигателем внутреннего сгорания, установлен химический источник тока – аккумулятор. Чаще всего он является составным в виде последовательно соединённых между собой отдельных элементов (банок) в единую батарею. Подобное решение обеспечивает в результате большие ток и напряжение.

Классическая аккумуляторная батарея для легковушки включает в себя шесть банок, выдающих по 2,1 В в среднем, что в итоге даст 12,6 В для бортовой электросистемы автомобиля.

Хотя первый такой источник питания для машин изобрёл ещё полторы сотни лет назад французский учёный Гастон Планте, принципиальная схема осталась практически неизменной.

Менялись лишь внешние конструкции, наполнитель (электролит), материал электродов.

Так как у свинцово-кислотных батарей сравнительно наибольшая энергетическая ёмкость, то эти конструкции актуальны для использования их в качестве стартерных аккумуляторов.

Подобные АКБ отличаются от остальных тем, что могут в небольшой промежуток времени выдать большой электрический ток. Благодаря этому свойству удаётся стартером проворачивать коленвал для запуска ДВС.

В начальном моменте для такой операции требуется значительная мощность.

Основные виды автомобильных аккумуляторных батарей

На прилавках автомагазинов встречаются разные виды современных аккумуляторов для легковых автомобилей. Также попадаются некоторые модели, рассчитанные на определённые условия эксплуатации.

Сурьмянистые АКБ относятся к устаревшим образцам электропитания. Своё название они заслужили за содержание в пластинах более чем 5% сурьмы. В современные аккумуляторы устанавливают пластины с меньшим количеством примеси этого элемента. Такая добавка применялась для повышения прочности, так как в чистом виде свинец слишком пластичный.

В сурьмянистых батареях часто происходит резкая активация электролиза, которая приводит к выделению кислорода и водорода на электродах, что напоминает кипение электролита.

Химические реакции часто сопровождаются потерей объёма жидкости и оголением пластин. Банки приходится доливать новым раствором, чтобы восстановить работоспособность источника питания. В современных условиях такие элементы используют лишь в качестве стартерных.

Малосурьмянистые АКБ (менее 5% в составе) начали появляться, чтобы понизить испарения дистиллята из раствора. Это позволило минимизировать необходимость в доливке, но не избавило от проблемы вовсе. Также одним из преимуществ подобной конструкции является сниженный саморазряд. Такие АКБ для авто часто имеют маркировку как «малообслуживаемые».

Кальциевые АКБ отличаются тем, что в их пластинах применяется кальций, как компонент, снижающий испарение. На корпусе заметно отличие – символы «Ca/Ca». Это значит, что в машине будет стоять батарея, у которой кальций используется в катоде и в аноде.

Некоторые производители кроме кальция в пластины добавляют для стойкости небольшой процент серебра.

Современные типы таких аккумуляторов в большинстве случаев относят к необслуживаемой группе. Автовладельцу не нужно мерить плотность или уровень электролита.

Даже перезаряд для них не критичен, так как наличие кальция подняло планку старта электролиза с 12 В до 16 В. Недостатком является чувствительность к стабильности электросети и значительному разряду.

Иногда достаточно трёх – четырех полных падений зарядки, чтобы существенно понизить в дальнейшем количество накапливаемого тока.

Гибридные АКБ выделяются среди остальных батарей маркировкой в виде знаков «Ca+» или «Ca/Sb». Встроенные пластинки будут отличаться между собой по характеристикам. Для анода применяются сплавы с содержанием сурьмы, а для катода добавляют кальций. В этой технологии инженеры попытались соединить плюсы от популярных типов аккумуляторов, что дало в итоге средние характеристики.

AGM и гелевые батареи наделены внутри связанным электролитом. Задачей разработчиков было создание максимально безопасного источника питания для автомобиля.

В обычных аккумуляторах электролит находится в жидком состоянии, поэтому при повреждении наружной части корпуса либо переворачивании может вытечь. Применяемая серная кислота опасна для организма человека.

Кроме физической защиты людей, такие разновидности аккумуляторов практически полностью избавлены от осыпания пластин.

Узнать разницу между AMG и GEL достаточно просто, так как она состоит в связывании электролита. В первом случае осуществляется пропитка стекловолокна, расположенного между пластинками. Во втором случае кремниевые добавки переводят состав в гелеобразную массу.

Плюсом технологии является минимальный саморазряд в сравнении с конкурентами. Также корпус не боится наклонов и вибраций. Пользователи отмечают плюсы в том, что используется высокий пусковой ток и эксплуатировать источник питания можно до полного разряда, не боясь. Таких циклов батарея выдерживает до двухсот.

Недостатком является необходимость использования специального зарядного устройства, сглаживающего показания тока. Гелевые батареи не любят мороз и требовательны к приборам, подключённым в бортовую сеть. На практике они служит до 7 лет.

Щелочные АКБ содержат внутри вместо кислотного раствора щелочной. Встречаются в машинах они достаточно редко, так как не все марки могут работать с ДВС. Чаще такие элементы питания востребованы в электрических складских машинах.

Литий-ионные АКБ относятся к наиболее прогрессивным моделям. В них ток возбуждается ионами лития. Отрицательным электродом служит графит, а положительным – оксид лития в сцепке с кобальтом и магнием. Плюсы включают хорошую электроёмкость, низкий саморазряд. Минусы – чувствительность к отрицательным температурам, низкое количество разрядов/зарядов, плохая переносимость полного разряда.

Что в будущем

Новые разработки ведутся постоянно. Это связано с тем, что мир постепенно переходит на авто с полным электропитанием. Для таких машин актуальными являются выносливость к низким температурам, снижение габаритов, повышение безопасности эксплуатации и экологичная утилизация.

Более перспективными являются элементы питания без жидкого состава. Также они должны иметь удобную форму и малый вес для простоты замены.

Виды автомобильных аккумуляторов | Автолого.рф

Аккумулятор (или иначе аккумуляторная батарея) — это один из важнейших элементов любого автомобиля. Существует широкое разнообразие автомобильных аккумуляторов, отличающихся друг от друга конструкцией и химическим составом.

В подавляющем большинстве транспортных средств используются свинцовые батареи с кислотным электролитом. Свинец обладает высокой энергоемкостью, он способен быстро отдавать большой ток по сравнению с другими металлами.

А большой ток необходим для пуска автомобильного двигателя.

И хотя свинец и серная кислота из таких аккумуляторов способны нанести значительный вред окружающей среде и здоровью человека, эффективность свинцово-кислотных аккумуляторных батарей в какой-то мере перекрывает эти недостатки. Производители стараются минимизировать потенциальный ущерб от АКБ: корпуса изделий изготавливаются максимально прочными и надежными.

На сегодняшний день автомобильные аккумуляторы обычно исполняются из свинцовых пластин с добавлением самых разных химических соединений. В зависимости от типа используемых добавок выделяют следующие виды батарей:

  • сурьмянистые;
  • малосурьмянистые;
  • кальциевые;
  • гибридные;
  • гелевые;
  • AGM;
  • щелочные;
  • литий-ионные.

Разобраться во всем этом многообразии довольно сложно, выбрать подходящий аккумулятор вам помогут на сайте https://1akb.by/.

Сурьмянистые аккумуляторы

Пластины сурьмянистых аккумуляторов имеют в своем составе около 5% сурьмы. Добавление этого химического элемента в свинец позволяет увеличить прочность пластин. Однако это приводит к тому, что ускоряется электролиз, а, следовательно, приходится довольно часто проверять уровень электролита и доливать воду.

На сегодняшний день подобные батареи считаются устаревшими и используются все реже.

Малосурьмянистые аккумуляторы

Малосурьмянистые батареи широко распространены в России. Их ключевое преимущество — простота и невысокая стоимость. Также электролизные процессы, в отличие от предыдущего типа аккумуляторов, здесь протекают не так активно, что значительно упрощает обслуживание.

Возникающие в бортовой сети автомобиля перепады напряжения практически не оказывают влияния на характеристики малосурьмянистого аккумулятора, что также является значительным преимуществом изделия.

Кальциевые аккумуляторы

Кальциевые аккумуляторы получили широкое распространение в последние несколько лет. Использование вместо сурьмы кальция привело к тому, что перезаряд такой батареи не грозит «обезвоживанием» электролита.

Потери воды при работе такого аккумулятора настолько малы, что не ощущаются весь жизненный цекл. Таким образом, кальциевые батареи являются необслуживаемыми. Помимо этого, такие АКБ имеют низкий уровень саморазряда.

Однако имеются и минусы. Первый из них — значительно более высокая стоимость по сравнению с указанными выше видами. Второй же — плохая стойкость к глубинному разряду. Пара-тройка полных разрядов снижает емкость кальциевых батарей в несколько раз.

Гибридные аккумуляторы

Гибридные батареи — это среднее звено, сочетающее в себе свойства малосурьмянистых и кальциевых. В данном случае используются комбинированные пластины. По своим характеристикам (электролизные потери воды, устойчивость к полным разрядам) гибридные аккумуляторы находятся ровно посередине между малосурьмянистыми и кальциевыми.

Гелевые аккумуляторы

Гелевые АКБ содержат в своем составе не жидкий, а более густой гелеобразный электролит. Это значительно повышает безопасность, решая проблему текучести серной кислоты. У таких батарей низкий уровень саморазряда, высокая эффективность. Они не требуют какого-либо обслуживания.

Ключевым же недостатком является чувствительность к коротому замыканию. Даже кратковременное замыкание с высокой долей вероятности полностью выведет аккумулятор из строя. Также такие батареи боятся низких температур.

AGM

AGM (Absorbent Glass Mat, то есть поглощающий стекломатериал) — усовершенствованный вариант гелевых аккумуляторов. Здесь используется стекловолоконный пористый материал, удерживающий электролит и защищающий электроды от осыпания.

По сути, данный вид батарей принципиально не отличается от обычных гелевых, а потому обладает примерно теми же эксплуатационными преимуществами и недостатками.

Щелочные аккумуляторы

В щелочных аккумуляторах вместо кислоты используют щелочь. В автомобилях такие батареи встречаются нечасто. Тем не менее, иногда можно встретить никель-кадмиевые и никель-железные варианты. Этот вид АКБ отличается высокой стоимостью, поэтому чаще применяется в авиации и военной технике.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные батареи — наиболее распространенный вид аккумуляторов для бытовых устройств. Они используются в ноутбуках, смартфонах, видеокамерах и другом оборудовании. Также подобные батареи применяют в электромобилях.

На данный момент этот вид аккумуляторов считается самым перспективным направлением в автомобилестроении. Главным недостатком литий-ионных аккумуляторов является малое количество циклов заряда-разряда, что быстро приводит батарею в негодность. Тем не менее, разрабатываемые технологии постепенно решают эту проблему.

В ближайшем будущем автомобильные литий-ионные АКБ, скорее всего, начнут вытеснять изделия других типов.

Виды аккумуляторов для автомобилей

«Очень трудно распознать порядочную женщину, хороший арбуз и хороший аккумулятор».

 Когда, в далеком 1800 году, итальянский физик Алессандро Вольта (Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta 1745-1827) поместил 2 пластины из меди и цинка в кислоту  для получения постоянного электрического тока на основе химической реакции, он, разумеется, не знал, что  впоследствии его видоизмененному изобретению суждено будет стать притчей во языцех для миллионов людей последующих поколений всех времен, стран и континентов. Своё изобретение сам Алессандро назвал «электрическим органом», но миру он более известен под названием «батарея Вольта». Само слово «аккумулятор» (лат. накопитель, собиратель) появилось значительно позднее.

Конструкция АКБ

Современный автомобильный аккумулятор (АКБ) это химический источник тока многоразового действия (перезаряжаемый), служащий на автомототранспорте в качестве вспомогательного источника электроэнергии и в качестве основного на электротранспорте.

В наше время на слуху никель-кадмиевые, Li-ion, Ni-MH и др. типы АКБ, но для запуска стартера в автомобилях применяется «старый, добрый» свинцово-кислотный тип (изобретен в 1859г. Гастоном Плате) с теми или иными «новшествами».

Несмотря на то, что сами по себе кислота и свинец являются вредными, отойти от свинцовых АКБ на данном этапе развития невозможно. Основной характеристикой АКБ является энергоемкость и пусковой ток (возможность выдать за минимальное время максимальный ток).

Превзойти по этим параметрам свинцово-кислотные АКБ пока невозможно.

Конструктивно представляет из себя две пластины (анод и катод), помещенные в электролит (раствор серной кислоты и дистиллированной воды определенной плотности).

Каждый такой элемент—«банка» выдает 2,1В, соответственно у АКБ из 6 банок должно быть напряжение порядка 12,6В.

В зависимости от степени готовности к применению может быть сухозаряженный (в котором пройдены все этапы подготовки, кроме заливки раствора электролита) и полностью готовый АКБ (залитый).

Существуют обслуживаемые и необслуживаемые АКБ. Те АКБ, которые не требуют контроля за уровнем и плотностью жидкости между пластинами являются необслуживаемыми. В них испарения воды при реакции электролиза практически нет. Этот тип АКБ дороже, наиболее оптимален для тех, кто не столь часто «заглядывает под капот».

   Полезный совет: если Вы приобрели сухозаряженный источник(САКБ), стоит помнить, что его зарядку надо производить только после «выравнивания» плотности электролита до нужного значения. Чем длительнее было хранение САКБ (без электролита), тем большее время понадобится для «отстоя» и приведения пластин в «боеготовность».

Типы автомобильных аккумуляторов

В зависимости от «добавок» к свинцу различают следующие типы АКБ:

  • Сурьмянистые
  • Малосурьмьянистые
  • Кальциевые АКБ
  • Гибридные АКБ
  • Гелеевые и AGM

В сурьмянистые (стандартные) АКБ для того, чтобы увеличить плотность свинца в него добавлялась сурьма, около 25%. Название «стандартный» уже практически тоже кануло в лету, так как на замену пришли малосурмянистые АКБ, который ставится на большинстве автомобилей. Эти АКБ делались «легкообслуживаемые», так как доливка воды требовалась не реже одного раза месяц.

Из положительного: при выходе из строя одного или нескольких «банок» их можно было просто исключить из цепи, соединив оставшиеся, к перепадам напряжения в сети автомобиля такая АКБ была практически «равнодушна». Ток прокрутки сурьмянистая АКБ выдавала наибольший, но есть и своя «ложка дегтя».

Из-за добавления сурьмы происходило резкое усиление происходящей реакции электролиза. Она начиналась уже при 12В и выделяющиеся кислород и водород испаряли воду в большом объеме. Изменялась плотность электролита, оголялись сверху края электродов. Уровень саморазряда при хранении большой. Сейчас устанавливаются на технике, на которой возможно их периодическое (не реже раза в месяц) ТО.

АКБ с содержанием сурьмы всего 5% являются «малообслуживаемыми». Употребляемый иногда термин «необслуживаемый» для данного типа АКБ оставим на совести рекламных агентов.

Само протекание реакции стало «мягче», испарение воды в процессе электролиза значительно сократилось, но не прекратилось. К перепадам напряжения в бортовой сети эта АКБ «некапризна», как и её предшественница.

Кратковременная перегрузка не вызовет необратимых изменений свойств батареи, в отличии от современных кальциевых или литиевых.

Уровень саморазряда при длительном хранении значительно ниже, чем у сурьмянистой батареи. Данный тип АКБ лучше всего подходит к российским автомобилям из-за небольшой цены и «неприхотливости» к надежности электрики.

Проблема испарения воды решилась с появлением кальциевых АКБ. Их действительно можно назвать «необслуживаемыми». Процесс электролиза из-за замены сурьмы кальцием начинается при 16В вместо 12В.

Свинцовые решетки с добавлением кальция (некоторые производители добавляют алюминий, олово, серебро) позволили снизить интенсивность электролизной реакции и полностью прекратить испарение воды.

Степень саморазряда при длительном хранении у кальциевой АКБ на 2/3 ниже сурьмяновой (возможно длительное хранение в заряженном состоянии).

Казалось бы, найдена «золотая середина», но недостатки АКБ Ca/Ca (обозначение кальциевых АКБ) оставляют почву для раздумий при выборе.

АКБ крайне критична к полному разряду, после 2-3 циклов полной разрядки необратимо упадет емкость (на пластинах образуется сульфат кальция), и отнюдь «не дешевый» аккумулятор сгодится только для дежурного освещения в гараже.

К электрике автомобиля у кальциевой АКБ тоже повышенные требования. Перепады напряжения в бортовой сети «переносит» плохо.

Полезный совет: тем, кто остановил свой выбор на АКБ Ca/Ca следует помнить о последствиях полного разряда. Рекомендуется приобретать на иномарки, с качественной и надежной электросетью и при условии, что машина не будет «простаивать» от сезона до сезона в гараже.

В гибридных АКБ сделана попытка объединить сурьмянистую и кальциевую АКБ. Анод выполнен с добавлением кальция (этот электрод не боится разряда), а катод с добавлением сурьмы. В результате получилась АКБ с характеристиками, в которых устранены недостатки «доноров».

Эти АКБ более спокойно относятся к перепадам напряжения в сети автомобиля, расход воды выше чем у Ca/Ca. Обозначается как Ca+ или Ca/Sb. Не боится полного разряда, имеет усиленную структуру пластин со сниженной коррозией.

Ценовая ниша — между малосурьмянистой и кальциевой АКБ.

Полезный совет: при выборе гибридной АКБ стоит знать, что последняя буква в её маркировке N – обозначает нормальный расход воды, L – малый, VL – очень малый.

Гелеевые и AGM

Для повышения безопасности при нарушении целостности корпуса АКБ и при обслуживании был применен электролит в «связанном» по современным технологиям виде. Путем добавления соединений кремния он был «превращен» в гель, для уменьшения текучести.

Существует два вида технологий: AMG (помещение внутрь абсорбирующего стекломатериала) и GEL (добавление кремния).

Относительная безопасность АКБ при наклонах и вибрациях несомненна, но для зарядки этого типа батарей необходимы малые токи, процесс занимает длительное время.

Прочие виды АКБ

Натриевые АКБ

Серно-натриевые (тепловые) АКБ применялись немцами еще на ракетах ФАУ-2 в годы Великой Отечественной войны. Первый фургон-электромобиль, который совершил поездку в 1971г был тоже на серно-натриевых элементах. АКБ такого типа могут храниться готовыми к применению более 50 лет. Однако в широком распространении их почему-то нет.

Дело в том, что в качестве электролита используются соли, которые для начала реакции должны быть в расплавленном состоянии, для чего АКБ необходимо нагреть до 250-700°С. «Привлекательны» тем, что позволяют получать АКБ из доступных и нетоксичных элементов.

Могут использоваться в условиях жаркого климата и применяются в военных сферах.

Щелочные

Создать «суперАКБ», лишенную недостатков человечество мечтает и сейчас. Поскольку серная кислота, входящая в состав электролита, чрезвычайно опасна (при нарушении целостности корпуса) предпринимались попытки её замены.

Томас Эдисон создал железно-никелевый аккумулятор в котором в роли электролита выступает щелочь.

Такие основные недостатки щелочных аккумуляторов как низкое КПД (почти вполовину ниже серных) и слабые пусковые токи не позволяют всерьез рассматривать его, как конкурента свинцово-кислотным АКБ.

Заключение

На вопрос какая АКБ лучше однозначного ответа быть не может. Каждый будет ориентироваться на марку своего автомобиля, условия его содержания (гараж или улица), частоту поездок, свои финансовые возможности и др.

Но какой бы тип АКБ Вы не выбрали, не стоит забывать о том, что это не «накопитель энергии», а химический источник тока, который требует своих мер предосторожности.

Будьте внимательны и соблюдайте правила противопожарной безопасности и правила обращения с кислотами и электрическими устройствами. Счастливого Вам пути!

Типы аккумуляторных батарей для авто

Разные виды аккумуляторов для автомобилей включают элементы, позволяющие получить большее напряжение. АКБ различаются по методу подключения, у одних устройств оно последовательное, у других – параллельное. Материалы электродов имеют жидкий или гелеобразный электролит.

Есть много видов аккумуляторов для автомобилей.

Что такое аккумулятор и для чего он нужен в автомобиле?

Автомобильный аккумулятор, так же как генератор, служит в качестве источника электроэнергии и выполняет следующие функции:

  • снабжает током стартер, когда запускается двигатель;
  • питает включенный потребитель при работе генератора;
  • участвует в переходных процессах, которые требуют высокого напряжения;
  • способствует сглаживанию пульсирующего тока.

Свинцово-кислотные аккумуляторы в легковых машинах отличаются по типу. С течением времени устройства совершенствуются. Одна батарея включает в себя 6 отдельных аккумуляторов, соединенных последовательно. Корпус у таких элементов сделан из полипропилена, он устойчив к воздействию кислот.

Один из таких мини-аккумуляторов включает в себя несколько положительных и отрицательных электродов. Назначение сепаратора – изоляция электродов, имеющих противоположную полярность. Каждый отдельный электрон сделан из свинца или свинцово-кальциевого сплава.

У АКБ такого типа низкий уровень заряда. У гибридных АКБ более простая конструкция. Чтобы электроды имели повышенную устойчивость к коррозии, в свинец добавляется незначительное количество олова. Структура электродов напоминает решетку. Каждый находится в электролите – растворе серной кислоты (или геле).

Основные виды автомобильных аккумуляторных батарей – краткая характеристика, маркировка

Разные типы автомобильных аккумуляторов имеют разную мощность, стоимость и эксплуатационные характеристики. Исследователи стараются увеличивать энергоемкость устройств. Разрабатываются морозостойкие батареи. Существующие АКБ содержат опасные вещества: свинец и серную кислоту. В планах разработчиков создание более экологичных агрегатов.

Сурьмянистые

Свинцовая пластина таких АКБ имеет от 4,8 до 5% сурьмы, которая делает свинец плотнее и усиливает электролиз. Когда происходит выделение газов, вода будто закипает. В результате таких процессов повышается концентрация электролитов.

Чтобы компенсировать потерю влаги, в АКБ заливается очищенная вода. Популярны батареи, содержащие меньшее количество сурьмы. Устройства легко обслуживать. Современные аккумуляторы для авто практически не содержат сурьмы.

Малосурьмянистые АКБ

Пластины таких АКБ имеют минимальное количество сурьмы (менее 4,8%). Устройства могут и не контролироваться. В этом случае выкипает немного воды. Малосурьмянистая АКБ не предъявляет высоких требований к электрическому оборудованию. Он имеется в российских легковых авто. Главное преимущество устройства – ценовая доступность.

Щелочные

Состав аккумулятора для автомобиля.

Батареи такого типа содержат щелочь. Они подразделяются на 2 вида: никель-кадмиевые и металлгидридные.

Положительные пластины выполнены с применением гидроксида никеля, отрицательные содержат незначительное количество кадмия и железа.

Никель-кадмиевые щелочные батареи удобны в эксплуатации. Особенность в том,что во время химических реакций электролит остается, а не выкипает.

Щелочные батареи имеют много преимуществ по сравнению с “классическими”:

  1. Нормально переносят перезаряд. Можно хранить их разряженными.
  2. Щелочные АКБ удобно эксплуатировать, если температура низкая. Зимой двигатель будет быстро запускаться.
  3. Кислотные батареи выделяют вредные вещества, а щелочные – нет.

Главный недостаток – высокая стоимость. Устройства много весят, они чаще применяются в грузовых машинах.

Кальциевые

Чтобы выкипало меньше воды, вместо сурьмы стали использовать кальций. У кальциевой АКБ маркировка “Ca/Ca”. Она указывает на то, что детали устройства имеют кальций. А если добавляется незначительное количество серебра, снижается сопротивление аккумулятора, в результате повышается энергоемкость.

Когда стали применять кальций, уменьшилось газовыделение, снизился расход воды. Малосурьмянистые АКБ уступают кольцевым. Батарею, в которой есть кальций, часто называют “необслуживаемой”. У такого устройства долгий срок службы, вода выкипает медленно.

Автомобильные аккумуляторы, пластины которых содержат кальций, долго хранятся и не теряют эксплуатационных свойств.

Но кальциевая АКБ имеет несколько слабых сторон:

  • предъявляет высокие требования к перезарядке;
  • является чувствительной к напряжению бортовой сети;
  • плохо реагирует на перепады температуры.

Кальциевая батарея дороже малосурьмянистой, но цена оправдывает качество. АКБ такого типа устанавливаются в зарубежные авто. Минус кальциевой батареи – чрезмерная требовательность к перезарядке. Но при правильном уходе она становится надежным, долговечным источником питания.

AGM и гелевые батареи

Вышеназванные типы АКБ содержат раствор серной кислоты, а AGM – гель. Устройства устанавливаются в дорогих иномарках, они надежнее и безопаснее “классических”.

Серная кислота, разбавленная водой, сразу вытекает, если корпус повреждается. Гелеобразный электролит имеет повышенную плотность, он не такой текучий как жидкость. Между пластинами есть материал, который удерживает гель внутри. Функция этого материала – защищать электроды.

Обозначение “AGM” (Absorbent Glass Mat) переводится как “материал с абсорбирующими свойствами”. Гель в агрегате зафиксирован. Такую АКБ можно наклонять, не боясь, что при повреждении жидкость вытечет.

Один из плюсов батареи – прекрасная виброустойчивость. У нее низкий уровень заряда, соответственно, его можно долго хранить. Рекомендуется хранить гелевый аккумулятор заряженным. Еще один его плюс – устойчивость к перезарядке.

Нельзя подвергать батарею ускоренной зарядке. Следует использовать меньший ток. Гелевые АКБ имеют специальное устройство для зарядки. Помимо достоинств, у таких батарей есть слабые стороны. Они плохо работают, если температура воздуха резко понижается. Если хранить АКБ в благоприятных условиях, срок службы составит до 11 лет. Еще один недостаток батареи – высокая цена.

Гибридные АКБ

У таких батарей маркировка “Ca+”. Пластины устройств имеют электроды, отличающиеся технологией производства. Положительные являются малосурьмянистыми, а отрицательные – кальциевыми. Гибридные батареи расходуют мало воды, в этом заключается их преимущество. Устройства надежны, устойчивы к перезарядке.

Литий-ионные АКБ

По качеству их сравнивают с гелевыми. Химические элементы таких аккумуляторов имеют ионы лития. Отрицательные электроды содержат графит, положительные – литий-фосфатный материал, который не токсичен. Он экологически чист, безопасен и легко поддается утилизации.

Литий-ионные батареи выдают относительно высокое напряжение, имеют низкий уровень самозаряда. Они используются нечасто, потому что чувствительны к температурным перепадам.

Свинцовые батареи вытесняются другими видами. Аккумуляторные устройства AGM становятся все более популярными, но их стоимость выше, чем у прочих разновидностей. В будущем планируется создать батареи, которые не будут содержать жидкости.

Виды аккумуляторов для автомобилей

Каждый водитель хочет выбрать для своего автомобиля самый лучший аккумулятор. Аккумуляторная батарея отвечает за пуск автомобиля, работу и нормальное функционирование вспомогательных элементов: сигнализации, автомагнитолы, часов и т.д. Также батарея принимает на себя избыток тока при перегрузках генератора.

Самыми популярными являются свинцово-кислотные аккумуляторы, но они имеют ряд недостатков. Из-за перепадов тока образуются сульфаты на пластинах электрода (сульфатация), что приводит к плохой работе аккумулятора.

Поэтому постоянно усовершенствуют свинцово-кислотные батареи, для улучшения свойств выпускают различные виды:

4 основных вида АКБ

  • сурьмянистые и малосурьмянистые;
  • кальциевые;
  • гибридные;
  • гелевые.

Все они содержат свинцовые электроды и кислотный электролит. Все это работает по принципу гальванического элемента.

Вышеперечисленные виды аккумуляторов отличаются лишь по конструкции и эксплуатации. Свинцово-кислотные аккумуляторы, как уже говорилось, имеют ряд недостатков, в результате работы в электролите расходуется вода, происходит сульфатация – оседание сульфатов на электродах.

Поэтому их конфигурации изменялись, чтобы увеличить срок и качество эксплуатации.

Сурьма улучшает свойства свинца, повышает его твердость и интенсивность электролиа. Но процесс был слишком активен, и на данный момент возможно использование малосурьмянистых аккумуляторов, чтобы увеличить их срок эксплуатации.

Аккумуляторы, в которые вместо сурьмы добавляют кальций, называют кальциевыми. Он уменьшает интенсивность выкипания электролита, что позволяет дольше использовать кальциевый аккумулятор.

В гибридных моделях положительные пластины изготовлены с добавлением сурьмы, а отрицательные – с добавлением кальция и серебра. Такая мера позволяет уменьшить выкипание электролита и придает устойчивость к скачкам электрического тока.

В гелевых аккумуляторах жидкий электролит заменен на гелевый состав, благодаря чему такие батареи не подвержены выкипанию и устойчивы к тряске (ведь это автомобиль), что предотвращает осыпание пластин.

Для того чтобы выбрать наиболее подходящий аккумулятор для своего автомобиля, необходимо обладать всеми сведениями о характеристиках, свойствах и ценах на батареи. Ведь правильный выбор избавляет от лишних проблем и дарит радость пользования автомобилем.

Аккумуляторы для электромобилей: все, что нужно знать

► Объяснение технологии аккумуляторов электромобилей
Ваш гид по новейшим аккумуляторам электромобилей
Емкость, стоимость, опасности, срок службы

Электромобили все больше напоминают автомобили будущего, а это значит, что нам всем придется привыкать к аккумуляторным технологиям. Если вы не отличите свои киловатты от киловатт-часов, сначала это может показаться пугающим, но на самом деле вам не понадобится много времени, чтобы овладеть жаргоном.

В этом полезном руководстве мы объясним, как работают аккумуляторы для электромобилей, на что обращать внимание при покупке электромобиля и как отличить передовые аккумуляторные технологии от того, что уже используется в Betamax и дискетах. свалка истории.

Какие батареи используют электромобили?

В большинстве новых электромобилей, которые продаются сегодня, используется технология аккумуляторов, в основе которой та же самая: сотни отдельных ячеек упакованы в модули карманов, чтобы сделать одну большую батарею.Самые большие из них массивные, несколько метров в длину и весят несколько сотен килограммов; Вот почему большинство из них размещается под полом внутри шасси автомобиля в том, что иногда называют конфигурацией скейтборда.

«Важно различать», — объясняет бывший генеральный директор Tesla, а ныне Lucid Питер Роулинсон. «Маленькие отдельные элементы — это элементы, а готовая единица — это батарея». Они собраны вместе в аккумуляторный блок, который поддерживает оптимальную рабочую температуру независимо от летнего или зимнего климата на улице, как показано на схеме ниже.

Сегодня широко используются два основных типа аккумуляторных батарей для электромобилей:

  1. Литий-ионный аккумулятор Используется большинством производителей электромобилей (например, Tesla, Jaguar)
  2. Никель-металлогидрид Встречается в гибридах (например, Toyota)

Химический состав, лежащий в основе, ничем не отличается от аккумуляторов в вашем мобильном телефоне. В большинстве современных смартфонов используются литий-ионные аккумуляторы для быстрой циклической зарядки — это то, что вы найдете в мобильных устройствах Apple iPhone или Samsung Galaxy, только что развернутых в гигантских масштабах.

Требования сложны: они должны быть в состоянии накапливать много энергии, но также быстро перезаряжаться и сохранять свою плотность энергии в течение многих тысяч циклов зарядки, все время подвергаясь ударам по дорогам, выбоинам и всем, что бросает великая британская погода. у них …

Электромобили: наш путеводитель по лучшим гибридам, которые продаются сегодня

Non EV — Лучшие автомобильные зарядные устройства

EV — Лучшие автомобильные зарядные устройства

Емкость аккумулятора электромобиля

Чтобы обеспечить энергию, необходимую для приведения в движение автомобиля весом две тонны и более, батареи электромобилей обычно довольно большие.Их энергоемкость обычно измеряется в киловатт-часах (или кВтч), что означает накопление энергии батареей за определенное время. Вы можете думать об этом как о размере топливного бака в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания.

Таким образом, батарея на 100 кВтч в Tesla Model S (см. Выше) способна выдавать максимум 100 киловатт энергии в течение одного часа подряд. При обычном повседневном вождении будет потребляться значительно меньше энергии, поэтому на самом деле батареи хватит на несколько часов, прежде чем потребуется подзарядка.

Эти электрические изделия могут быть полезны

На сколько хватает батарей в электромобилях?

Если вы подумываете о электромобиле, важно, чтобы вы выбрали автомобиль с емкостью аккумулятора, достаточной для удовлетворения ваших потребностей. Если в большинстве случаев вы едете на короткие дистанции или в школе бегаете по городу, подойдет аккумулятор меньшей емкости.

Появляется новое поколение небольших электромобилей, таких как Honda E, с относительно небольшими аккумуляторами. У Honda есть небольшая батарея на 35 кВтч, которой хватает примерно на 130 миль.Этого должно быть достаточно, если вы живете в городе, но многим понадобится больший запас хода, поэтому Jaguar оснащает свой i-Pace батареей 85 кВт · ч для заявленного диапазона в 292 мили.

АВТОМОБИЛЬ живет с Jaguar i-Pace: наш долгосрочный тест

Это очень просто: чем больший диапазон вам нужен, тем больший аккумулятор вы должны указать — или согласитесь, что вам нужно будет заряжать чаще.

Самые маленькие батареи сегодня имеют мощность около 30 с чем-то кВтч, а самые большие — до 100 кВтч.Что характерно, цена на более крупные батареи значительна. Наш совет: не пугайтесь меньшей емкости, если у вас есть домашняя зарядка и небольшие поездки на работу.

Долговечность, надежность и гарантии

Конечно, продолжительность работы аккумулятора электромобиля — это не только вопрос суточного запаса хода. Некоторые покупатели беспокоятся о том, как долго прослужит сама батарея, но все свидетельства говорят о том, что ваш автомобиль не пострадает от такой катастрофической разрядки аккумулятора, как ваш стареющий мобильный телефон.

В типичной батарее электромобиля так много ячеек, что они сохраняют емкость даже после сотен тысяч миль; хотя они не будут работать так же хорошо, как когда они были свежими и новыми, они будут держать заряд еще много-много лет, а в Интернете полно электромобилей и гибридных автомобилей с большим пробегом, которые все еще хорошо работают в своем безумном состоянии. Ожидаемый срок службы аккумулятора электромобиля составляет не менее десяти лет, и мы советуем вам развалится ваш автомобиль до того, как выйдет из строя аккумулятор.

Мы едем на старом Tesla, который проехал 100000 миль.

Вот почему все новые электромобили, которые продаются сегодня, имеют длительную гарантию, гарантирующую около 70% первоначальной мощности даже после семи или восьми лет использования:

  • BMW i3 Восемь лет / 100000 миль
  • Hyundai Kona Electric Восемь лет / 100000 миль
  • Kia e-Niro Семь лет / 100000 миль
  • Jaguar i-Pace Восемь лет / 100000 миль
  • Nissan Leaf (внизу) Восемь лет / 100000 миль

Это также причина, по которой остаточная стоимость электромобилей выросла в последние годы, поскольку рынок отслеживает, как стареющий Nissan Leaf первого поколения по-прежнему является отличной покупкой.

Почему аккумуляторы для электромобилей такие дорогие?

В этих огромных батареях содержится много очень дорогих и редких металлов, а это означает, что они стоят больших денег. Это причина того, что электромобили настолько дороги по сравнению с их более традиционными бензиновыми или дизельными аналогами. Этот интенсивно добываемый литий недешев …

К счастью, стоимость аккумуляторов постепенно снижается, даже если мы далеки от того, чтобы электромобили стали такими же дешевыми, как бензиновые эквиваленты. Руководитель отдела исследований и разработок Porsche Майкл Штайнер недавно сказал CAR: «Я не вижу в первой половине этого десятилетия хороших шансов на прорыв в технологии аккумуляторов.Мы увидим постепенное увеличение выгоды от литий-ионных аккумуляторов. Мы прогнозируем ежегодное улучшение литий-ионных аккумуляторов на 2-3% ».

Твердотельные батареи: может ли это стать тем прорывом, который нам нужен?

Кому принадлежит аккумулятор в электромобиле?

Большинство аккумуляторов сейчас включены в закупочную цену электромобиля, но на заре электромобилей, в нулевые, некоторые производители продавали вам автомобиль, но арендовали аккумулятор отдельно.

Renault был одним из брендов, которые сделали это, но сейчас эта система почти повсеместно перестала работать. Это был способ заставить электромобили выглядеть дешевле в момент покупки — но вы были бы привязаны к ежемесячной аренде, оплачивая деньги за аккумулятор, так же, как вы распределяете стоимость своего мобильного телефона или Netflix на многие месяцы в сделке по подписке. .

Это было немного ложной экономией, и ее трудно было объяснить на рынке подержанных автомобилей, когда покупатели не хотели покупать машину, не имея права собственности на аккумулятор.

Опасности и воздействие на окружающую среду

Аккумуляторы для электромобилей проходят тщательные испытания, и производители устанавливают множество систем безопасности, чтобы убедиться в их безопасности. Если вы провели последние несколько лет, путешествуя с легковоспламеняющимся бензином или дизельным топливом, хранящимся в топливном баке, вам действительно не о чем беспокоиться.

Да, присутствует очень высокое напряжение, но пассажиры никогда не будут подвергаться опасным ударам, и в любом случае аккумуляторы обычно защищены от ударов за счет того, что они располагаются низко посередине автомобиля, чтобы предотвратить их повреждение при ударе. авария, которая могла вызвать пожар.

Воздействие на окружающую среду? Существуют многочисленные исследования, показывающие, что, хотя электромобили и дороже в производстве, на самом деле они лучше для окружающей среды на протяжении всего жизненного цикла. А когда электромобиль подъезжает к концу дороги, эти ценные батареи можно извлечь и использовать для накопления энергии — солнечной или непиковой электросети — для более эффективного питания вашего дома. По мнению многих обозревателей отрасли, умные системы энергоснабжения — следующая важная вещь.

Прочие сведения об электромобиле

Самые быстрые электромобили в продаже сегодня

Грант на подключаемый автомобиль: государственные льготы для электромобилей

Налог на автомобили для электромобилей: зачем сэкономить на пачке

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 перед подзарядкой.

Хотя может пройти какое-то 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 широко распространены, до сих пор 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 количества 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 шелухи ячменя.

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 литий-ионный

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

Производительность аккумулятора многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что он может превзойти литий-ионный в ряде различных областей — он дешевле в производстве, он может заряжаться быстрее, чем литий-ионный, и может работать как с более высокой мощностью. и плотности энергии. Все это доступно в аккумуляторах с низкой горючестью электролитов.

IBM Research отмечает, 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 число 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 значительно упростит мониторинг батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных батарей в них.

Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с множеством ячеек, которые можно 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 экстремально быстрой зарядке — XFC — который направлен на обеспечение 200 миль пробега 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 гальванику, но ограничивает это до 10-минутных циклов, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод снижает износ аккумулятора, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея увеличивает время автономной работы в три раза

В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний для достижения в три раза большей производительности, чем у современных графитовых литий-ионных батарей. 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.Используя песок, 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 аккумулятора 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 помочь в использовании медицинских таблеток с питанием без внутренней батареи (более безопасно 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 рассказала 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 из Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие батареи с нанопроволокой, которые выдерживают много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.

Нанопроволока, которая в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для батарей будущего. 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 температуре 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.

Графеновые батареи Grabat

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 батареи можно полностью зарядить всего за несколько минут, и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также важен 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 с использованием лазеров, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания электродных рисунков на листах 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 вспененная медь.

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

Prieto стремится в первую очередь размещать свои батареи в небольших предметах, например, в носимых устройствах. Но в нем говорится, что батареи 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 гибкие 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.

На концепцию 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 факультета нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, сделанные из встречающихся в природе 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 не должно возникнуть проблем с ее взрывом.

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 прямыми солнечными лучами, так и со стандартным освещением, так же, как и обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки

Автомобилю удалось 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.

Звуковое питание

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

Смартфон построен по принципу пьезоэлектрического эффекта. Были созданы наногенераторы, улавливающие окружающий шум и преобразующие его в электрический ток.

Наностержни даже реагируют на человеческий голос, а это значит, что болтливые мобильные пользователи могут подключать свой телефон, пока разговаривают.

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 заряжается быстрее, чем литиевые, но его можно производить на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

В аккумуляторах используются углеродные материалы, что означает, что они более экологичны и экологичны, чем существующие в настоящее время альтернативы. Это также означает, что аккумуляторы 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 аккумуляторов 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 обеспечивает пять полных зарядов мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственный 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.

Батарея имеет компонент под названием трифенилфосфат, 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 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 двух кредитных карт, и заменяет жидкость электролита пластиковой пленкой, которая имеет аналогичные свойства.Он может противостоять прокалыванию, измельчению и нагреванию, 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 накапливает 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, исследования Стэнфордского университета использовали 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 непостоянных источников энергии, таких как ветер или солнце, для быстрой передачи в сеть по запросу.

IBM и ETH Zurich и 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, намного более дешевый, 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 использования дорогих компонентов, а скорее 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 трибоэлектрическим наногенератором (TENG), которая преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.

Эту технологию можно применить 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 ленточных 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 вырабатывать 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

Samsung удалось 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 новую батарею на основе графена можно полностью зарядить 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 гораздо 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 .

Motor Mouth: революция аккумуляторов, которая сделает электромобили практичными

Breadcrumb Trail Links

  1. Technology & Innovation
  2. Motor Mouth
  3. Electric Vehicles

Как сказал бы Маршалл Маклюэн, автомобиль — это (структурная) батарея

Автор статьи:

Дэвид Бут

Дата публикации:

22 ноября 2021 г. • 24 ноября 2021 г. • 5 минут на чтение • 22 комментария Доктор Джоанна Сюй (слева) с недавно изготовленным структурным аккумуляторным элементом в лаборатории композитов Чалмерса, который она показывает Лейфу Аспу.Фото Маркуса Фолино / Технологический университет Чалмерса

Содержание статьи

В ближайшую среду, 24 ноября, на последнем круглом столе «Путешествие в будущее» будет обсуждаться, каким может быть будущее производства аккумуляторов в Канаде. Независимо от того, оптимист ли вы — вы действительно верите, что к 2035 году все автомобили будут электрическими, — или думаете, что мы не достигнем этой амбициозной цели, автомобили с батарейным питанием — важная часть нашего будущего. И если Канада хочет стать частью этой электрической революции, нам нужно найти способ стать ведущим производителем автомобильных силовых агрегатов будущего.Чтобы узнать, как выглядит это будущее, настраивайтесь на предстоящую среду в 11:00 утра по восточноевропейскому времени на наш последний круглый стол по производству аккумуляторов в Канаде.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание товара


Забудьте о твердотельных батареях. И вся эта шумиха по поводу кремниевых анодов. Даже хваленые алюминиево-воздушные батареи, которые нельзя перезарядить дома, вряд ли встряхнут мир электромобилей.

А вот структурные батареи могут.

Что такое структурная батарея, спросите вы? Что ж, это очень хороший вопрос, и, к счастью для меня, кто не хочет претендовать на инженерный опыт, которым я, возможно, не обладаю, ответ довольно прост. Современные электромобили питаются от аккумуляторов, которые добавляются к автомобилю. О, мы нашли новые способы скрыть их массу, а именно встроили все эти литий-ионные элементы в пол шасси, создав платформу «скейтборд», которая теперь стала синонимом дизайна электромобилей.Но они по-прежнему отделены от машины. Дополнение, если хотите.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

  1. Путешествие в будущее: производство аккумуляторов в Канаде

  2. Motor Mouth: (фантастические) цифры за полностью электрическим будущим

Структурная батарея меняет эту парадигму, создавая все шасси разряжены аккумуляторные батареи.В, казалось бы, фантастическом будущем, не только грузовой пол будет — а не содержать — батарею, так и части тела — передние стойки, крыша и даже, как показал один исследовательский центр, возможно, Камера статического давления воздушного фильтра — не просто заполнена батареями, но на самом деле состоит из элементов, состоящих из элементов. Перефразируя великого Маршалла Маклюэна, автомобиль — это аккумулятор.

Почему это был такой прорыв?

Что ж, какой бы технологичной ни казалась современная литий-ионная батарея, она тяжелая.Литий-ионы не так энергоемки, как бензин, поэтому для достижения того же диапазона, что и в автомобилях, работающих на ископаемом топливе, в современных электромобилях используются большие батареи. Очень большой.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Что еще более важно, они тяжелые. Как в «широком грузе» тяжелый. Основная формула, используемая в наши дни для расчета плотности энергии батарей, состоит в том, что они способны производить около 250 ватт-часов на каждый килограмм литий-ионных аккумуляторов.Или, говоря языком аббревиатур, инженеры предпочитают 250 Втч / кг.

Грузовик GMC Hummer EV показан на выставке General Motors Factory Zero 5 августа 2021 года в Детройте, штат Мичиган. Фото Билла Пульяно / Getty

Подумайте, а 100-киловаттная батарея, такая как та, которую Tesla втискивает в свою модель S, означает, что вы будете таскать с собой около 400 килограммов аккумуляторных элементов, куда бы вы ни пошли. И это в лучших, наиболее эффективных приложениях. Для нас, неспециалистов, вероятно, более точным будет предположение, что 100 кВтч батареи весит около 1000 фунтов.Как в полтонны.

А теперь представьте себе что-то вроде нового Hummer SUT, который, как говорят, имеет на борту 213 кВтч. Даже если General и обнаружил некоторый прорыв в эффективности, первоклассный Hummer по-прежнему будет тащить с собой около тонны батареи. Да, он поедет дальше, но из-за всего этого дополнительного запаса хода увеличение дальности не будет соизмеримо с удвоением заряда батареи, и, конечно же, его грузовик должен быть более мощным, т. Е. менее эффективные — двигатели только для того, чтобы соответствовать характеристикам более легкой альтернативы с меньшим радиусом действия.Каждый автомобильный инженер скажет вам, что вес — в погоне за скоростью или экономией топлива — это враг.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Здесь на помощь приходят структурные аккумуляторы. Если сделать автомобиль из аккумуляторов, а не добавлять их к существующей конструкции, большая часть этого увеличенного веса исчезает. До определенного момента, а именно, когда все конструктивные элементы были преобразованы в элементы аккумуляторной батареи, увеличение дальности действия автомобиля привело бы к очень небольшому снижению веса.

ЗАПИШИТЕСЬ ЗДЕСЬ НА НАШУ БЕСПЛАТНУЮ ВИРТУАЛЬНУЮ ПАНЕЛЬ СЕРИИ

Как и следовало ожидать, потому что я знаю, что вы сидите и думаете: «Какая отличная идея!» — Есть препятствия на пути к такому гениальному решению. Первый — это овладение способностью создавать батареи из материалов, которые могут не только служить анодами и катодами, которые нужны любой базовой батарее, но также служить достаточно прочными и легкими! — конструкция, способная выдержать две тонны автомобиля и пассажиров, которые, надеюсь, будут в безопасности.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Здесь неудивительно, что два основных ингредиента для самой мощной структурной батареи на сегодняшний день, изготовленной Технологическим университетом Чалмерса при участии Королевского технологического института KTH, двух самых известных инженерных университетов Швеции, — это углеродное волокно и алюминий. По сути, углеродное волокно используется в качестве отрицательного электрода; и алюминиевая фольга, покрытая литиево-железо-фосфатным покрытием, для позитива.Поскольку углеродное волокно также проводит электроны, это также устраняет необходимость в тяжелом серебре и меди. Катод и анод разделены матрицей из стекловолокна, которая также содержит электролит, поэтому он не только переносит ионы лития между электродами, но и распределяет структурные нагрузки между ними. Каждый такой аккумуляторный элемент имеет номинальное напряжение 2,8 В и, как и все современные аккумуляторные батареи электромобилей, будет объединен для производства 400 В и даже 800 В, которые теперь являются обычными для повседневных электромобилей.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Иллюстрация возможных применений конструкционных композитных элементов аккумуляторных батарей. Фото Йена Страндквиста / Технологический университет Чалмерса

Несмотря на очевидный скачок вперед, даже эти высокотехнологичные ячейки были совсем не готовы к работе в прайм-тайм. Их удельная энергия составляла ничтожные 25 ватт-часов на килограмм, а жесткость конструкции составляла 25 гигапаскалей (ГПа), что едва ли лучше, чем у стекловолокна, слишком слабого для каркаса автомобиля.Однако последние версии, финансируемые Шведским национальным космическим агентством, теперь заменяют этот электрод из алюминиевой фольги еще большим количеством углеродного волокна, что, по словам исследователей, может похвастаться как жесткостью, так и плотностью энергии. В самом деле, эти новейшие углеродно-углеродные ячейки будут производить до 75 ватт-часов на килограмм и модуль Юнга 75 ГПа. Эта плотность энергии может по-прежнему отставать от обычных литий-ионных аккумуляторов, но их структурная жесткость теперь лучше, чем у алюминия. Другими словами, аккумуляторная батарея шасси электромобиля, сделанная из этих элементов, может быть такой же жесткой по конструкции, как и батарея из алюминия, но будет весить значительно меньше.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Первым применением этих высокотехнологичных аккумуляторов почти наверняка будет бытовая электроника. «Через несколько лет станет вполне возможным производить смартфоны, ноутбуки или электрические велосипеды, которые будут весить вдвое меньше, чем сегодня, и будут намного компактнее», — говорит Лейф Асп, профессор Chalmers. Но, как отмечает руководитель проекта, «на самом деле мы здесь ограничены только нашей фантазией.»

Аккумуляторы являются одновременно основой современного электромобиля и их самым слабым звеном. Даже самые оптимистичные прогнозы видят лишь удвоение нынешней плотности энергии. Если мы хотим получить невероятные пробеги, которые нам всем обещали — и разве не кажется, что каждую неделю кто-то обещает 1000 километров на одну зарядку, не за горами? — нам придется делать что-то лучше, чем добавлять батареи к автомобилям: нам нужно будет построить автомобили из батарей.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь, чтобы получать информационный бюллетень Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

Нажимая на кнопку подписки, вы соглашаетесь на получение вышеуказанного информационного бюллетеня от Postmedia Network Inc. откажитесь от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки внизу наших писем. Postmedia Network Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже в пути.Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

Следующий выпуск «Монитора слепых зон» Driving.ca скоро будет в вашем почтовом ящике.

Комментарии

Postmedia стремится поддерживать живой, но гражданский форум для обсуждения и поощрять всех читателей делиться своим мнением о наших статьях. На модерацию комментариев может потребоваться до часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными.Мы включили уведомления по электронной почте — теперь вы получите электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, есть обновление в цепочке комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, следит за комментариями. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

Какие батареи будут питать будущее?

ХУАЙБЭЙ, КИТАЙ — 1 ФЕВРАЛЯ: Роботизированная рука работает на линии упаковки литиевой батареи на новом … [+] энергетическом заводе 1 февраля 2021 года в Хуайбэе, провинция Аньхой, Китай.(Фото Ван Шанчао / VCG через Getty Images)

VCG через Getty Images

Аккумуляторная технология может стать краеугольным камнем энергетического перехода, облегчая декарбонизацию транспортного сектора, обеспечивая при этом критически важную поддержку для прерывистой солнечной и ветровой генерации при производстве электроэнергии. Но широко используемый литий-ионный аккумулятор может не соответствовать задаче обеспечения будущего глобальной зеленой экономики.

Президент Джо Байден делает батареи компонентом своей стратегии углеродной нейтральности, предполагая, что внутреннее производство — вместо того, чтобы полагаться на китайский и корейский импорт — могло бы создать рабочие места.В настоящее время китайские компании, включая CATL, BYD и Hefei Guoxuan High-Tech, производят 79% аккумуляторов в мире. Отечественные производители уступают 7 % . Необходимость соревноваться очевидна.

Литий-ионный, или литий-ионный, сегодня является наиболее распространенной аккумуляторной технологией. Литий-ионные аккумуляторы отличаются высокой плотностью энергии по сравнению с более старыми никель-кадмиевыми батареями и отсутствием эффекта памяти, который приводит к потере емкости аккумуляторов при продолжительном использовании. «Саморазрядка» — при которой незначительные химические реакции в батарее с меньшей емкостью с течением времени минимальны в литий-ионной технологии.

По этим причинам в большинстве современных электромобилей (электромобилей) используются литий-ионные батареи той или иной формы. Тесла TSLA использует собственную химию литий-никель-кобальт-алюминий (NCA), в то время как литий-никель-марганец-кобальт (NMC) распространен в остальной части сектора электромобилей, производимой LG Chem и SK Innovation. Две корейские компании вовлечены в судебную тяжбу, первая обвиняет вторую в краже интеллектуальной собственности. Решение Комиссии по международной торговле запретить импорт некоторых товаров из SK Innovation по этому поводу может нарушить цепочку поставок в Америке и переход Байдена к чистой энергии.

К сожалению, срок службы литий-ионных аккумуляторов по-прежнему невелик и значительно ухудшается в течение первых нескольких лет. За пять лет интенсивного использования батарея разряжается на 70–90% от первоначальной емкости. Литий-ионные батареи по-прежнему являются дорогостоящим средством получения энергии, при этом отраслевой стандарт колеблется в районе 137 долларов за киловатт-час (кВтч) в 2020 году. По слухам, новейшие аккумуляторные батареи Tesla NCA будут стоить около 100 долларов за киловатт-час. При этом затраты прошли долгий путь: в 2010 году цены на батареи составляли 1100 долларов за кВт · ч, что на 90% ниже за десять лет.Но это снижение не будет устойчивым в ближайшее десятилетие.

Снижение стоимости батарей с течением времени в долларах за киловатт-час с учетом разницы между ячейками и батареями.

Bloomberg New Energy Finance

Согласно Bloomberg New Energy Finance, при цене 101 долл. / КВтч электромобили будут конкурентоспособны по цене с двигателями внутреннего сгорания. Ожидается, что этот порог будет превышен в период с 2023 по 2025 год, но остаются вопросы, можно ли улучшить химический состав литий-ионных аккумуляторов после этого момента.

Производство аккумуляторов ограничивает поставки кобальта , из-за опасений по поводу того, является ли процесс добычи, в котором доминирует Демократическая Республика Конго (ДРК), экологически или социально ответственным. Производителям необходимо будет найти другие источники.

Также были зарегистрированы инциденты, связанные с безопасностью, которые заставили общественность бояться огнестрельного оружия, хотя фактические случаи перегрева литиевых батарей кажутся редкими по сравнению с количеством используемых. Это недостатки того, что не так давно было передовым.

Ученые считают, что будущее — за батарею стоимостью 50 долларов США за кВтч и ниже — лежит в другом месте.

Те, кто думает о долгосрочной перспективе, рассматривают твердотельные батареи как преемника литий-ионных. Исследования продолжаются, и прототипы находятся в разработке, но может пройти десятилетие, прежде чем твердотельное устройство станет доступным для общественного потребления: по оценкам экспертов, твердотельная технология будет стоить от ~ 800 до ~ 400 долларов / кВтч к 2026 году. Лидер отрасли QuantumScape (QS), испытала волатильность цен из-за сочетания высоких ожиданий и отсутствия доходов.

Тем не менее, энтузиасты энергии в восторге.

Твердотельные батареи представляют собой смену парадигмы. Вместо перезаряжаемых жидких электролитов, которые можно найти в других местах, они используют более безопасные негорючие твердые электролиты. Твердые электролиты более энергоемкие, что обеспечивает более быструю зарядку, больший диапазон и более длительный срок хранения. Батареи с более длительным сроком службы сокращают потребность в дорогостоящих системах хранения и снижают затраты на электроэнергию для потребителей. Они лучше переносят тепло, но работают и при очень низких температурах.

Неудивительно, что производители электромобилей стремятся к прорыву. Прямо сейчас у Tesla есть технология терморегулирования и электронного управления, что дает ей преимущество перед конкурентами. Устраняя температуру как уязвимость, твердотельные технологии могут позволить другим сократить расходы и конкурировать. Солидные компании и стартапы, такие как Ionic Materials и NEI Corp, финансируют исследования и разработки.

Toyota сделала аккумуляторные технологии своим приоритетом, рассматривая твердотельные батареи как решение ограниченного диапазона и длительного времени зарядки, препятствующих широкому распространению электромобилей.Они надеются продать первый электромобиль с твердотельными батареями в этом десятилетии. Volkswagen Group имеет собственное партнерство с QuantumScape, и есть дополнительные проекты, поддерживаемые, среди прочего, Ford, BMW и Mercedes-Benz.

Транспорт — не единственная отрасль, которая получит выгоду. Усовершенствованные аккумуляторы в смартфонах потенциально обеспечат до трех дней непрерывного использования без изменения дизайна или веса. Другие устройства, от ноутбуков до запоминающих устройств, аналогичным образом увеличивают продолжительность заряда.Это должно быть приятной новостью для потребителей и стран, стремящихся модернизировать свои электрические сети.

Президенту Байдену было бы разумно инвестировать в исследования, но правительственные лаборатории не должны выбирать победителей в области технологий — если только это не касается военных приложений. Развитие внутренней цепочки поставок компонентов аккумуляторных батарей и аккумуляторов будет иметь решающее значение для освобождения от китайской монополии в этом секторе. Только создавая новые, экономически жизнеспособные технологии, мы можем удовлетворить потребности развивающейся энергетики и добиться успеха в преобразовании энергии.

При содействии Дэнни Томарес и Сары Моосави

Подробное руководство по аккумуляторным батареям для электромобилей

Руководство по аккумуляторным батареям для электромобилей от GreenCars

Электрическая батарея — это, по сути, устройство, в котором накапливается химическая энергия, которая преобразуется в электричество. Современная электрическая батарея была изобретена итальянским физиком Алессандро Вольта в 1800 году. Это замечательное изобретение позволило нам обеспечить большую часть нашего современного мира передовыми устройствами, такими как ноутбуки, смартфоны, спутники и даже электромобили.

Потребители часто беспокоятся о сроке службы аккумулятора, когда думают о покупке электромобиля (EV). Мысль о замене аккумуляторной батареи особенно пугает, учитывая, что средняя стоимость составляет 5000-15000 долларов, не считая затрат на рабочую силу.

В этой статье мы узнаем, как работают батареи и как поддерживать их оптимальную работу.

Содержание


Каков срок службы аккумуляторов электромобилей?


Аккумулятор в вашем электромобиле рассчитан на увеличенный срок службы.Однако аккумуляторы электромобилей постепенно начнут терять то количество энергии, которое они могут хранить с течением времени. Это явление называется «деградацией аккумулятора» и может привести к снижению энергоемкости, дальности действия, мощности и общей эффективности.

Объяснение деградации батареи

К сожалению, деградацию батареи нелегко предсказать. Не все бренды работают одинаково, и каждый автомобиль отличается тем, как он управляется, заряжается и обслуживается. С другой стороны, современные аккумуляторные батареи для электромобилей нередко служат более 10 лет, а некоторые из них могут выйти за рамки этого срока, прежде чем потребуется их замена.Средний владелец электромобиля продаст свою машину задолго до того, как ему понадобится заменить аккумулятор.

Важно отметить, что деградация аккумулятора, как известно, ухудшается в нескольких сценариях:

  • Если аккумулятор электромобиля постоянно разряжается близко к нулевому диапазону, а затем регулярно заряжается от низкого до полного заряда
  • Если электромобиль батарея постоянно заряжается на уровне 3, также известном как быстрая зарядка постоянным током (DCFC)

Таким образом, некоторые автопроизводители предлагают ограничить DCFC и не делать его основным источником заряда.Например, Kia Motors предполагает: «Частое использование быстрой зарядки постоянным током может отрицательно сказаться на характеристиках и долговечности аккумулятора, и Kia рекомендует свести к минимуму использование быстрой зарядки постоянным током». Чтобы узнать больше о зарядке, посетите раздел «Зарядка электромобилей».

Факторы окружающей среды, такие как продолжительное воздействие экстремальных температур, влияют на производительность аккумулятора и могут привести к ухудшению его характеристик. В частности, батареи не работают очень хорошо при температуре ниже 20 градусов по Фаренгейту.Когда очень холодно и вы используете автомобильный обогреватель, ваш запас хода может временно снизиться на 40%.

Для поддержания максимальной производительности аккумуляторной батареи рекомендуется держать электромобили заряженными на уровне от 60% до 80%, минимизировать быструю зарядку и избегать экстремальных температур в течение длительных периодов времени.

Правда о деградации батареи


Износ батареи не происходит сразу. В среднем современные аккумуляторные батареи для электромобилей теряют около 1-2% своего запаса хода в год.Новые батареи для электромобилей рассчитаны на долговечность и прослужат дольше, чем автомобиль.

Что вам нужно знать

Благодаря литий-ионным аккумуляторам мы все можем подзаряжать все, от смартфонов и ноутбуков до новейших электромобилей. Ухудшение со временем означает, что аккумуляторная батарея со временем потеряет часть своей способности удерживать заряд. Есть несколько вещей, которые вам нужно знать о продлении срока службы аккумулятора, которые сохранят его в хорошем состоянии в течение длительного времени.Прежде всего, вы никогда не должны «перезаряжать» их.

Электромобиль лучше заряжать только до 80% емкости аккумулятора. Точно так же не разряжайте аккумулятор полностью до нуля, так как это может повредить его. Избыточная зарядка — это причина номер один, по которой аккумуляторные блоки разлагаются быстрее. Еще нужно помнить, что батареи электромобилей терпеть не могут замерзать. Электромобили лучше всего хранить в гараже в зимние месяцы, когда температура на улице ниже нуля.

Самый главный вывод, который мы хотим, чтобы вы вынесли из этой статьи, заключается в том, что о деградации батареи электромобиля действительно не о чем беспокоиться. Если мы посмотрим на батарею модели Tesla S, исследователи обнаружили, что проехать 500000 миль на оригинальной батарее не должно быть проблемой. Тот факт, что аккумулятор разряжен, не означает, что на нем нельзя ездить; он просто теряет часть своего диапазона и эффективности зарядки.

В сообщениях в блогах владельцы Tesla Model S отметили, что примерно 95% батареи сохраняет свою функцию батареи в течение первых 50 000 миль.Ухудшение заряда батареи на 5% может равняться радиусу действия 20 миль. Как ни странно, за следующие 100 000 миль батарея разрядилась еще на 5%. Таким образом, 150 000 миль привели в среднем к 10% общей деградации аккумулятора. Как правило, вам не нужно думать о замене батареи, пока ее износ не достигнет 50-65%.

Что нас ждет

На горизонте не за горами новое поколение литий-ионных аккумуляторов для электромобилей, способных работать миллионы миль. Еще одно решение проблемы деградации батареи — это новая технология, известная как твердотельная батарея, которая, как сообщается, обладает огромной емкостью.Мы говорим об электромобилях с запасом хода более 1000 миль и временем перезарядки всего за пять минут.

Между тем, деградация аккумуляторов в современных аккумуляторных электромобилях — это не повод для беспокойства. Автопроизводители обычно предлагают гарантию на аккумуляторы сроком на восемь лет или 100 000 миль на новые автомобили. Кроме того, деградация батареи — очень медленный процесс, и весьма вероятно, что вы продадите или обменяете свой электромобиль задолго до того, как потеря функции батареи станет проблемой. Согласно недавнему опросу, средний владелец электромобиля замечает снижение заряда батареи только на 2% после трех лет вождения и на 7% — через шесть лет в дороге.

Гарантии и исключения для электромобилей


Большинство автопроизводителей имеют гарантийный срок от 8 до 10 лет или 100 000 миль на свои аккумуляторы. Это связано с тем, что федеральное регулирование в США требует, чтобы аккумуляторные батареи электромобилей были покрыты как минимум в течение восьми лет.

Однако условия гарантии могут отличаться. Некоторые автопроизводители покрывают аккумуляторную батарею электромобиля только в случае полного отказа, в то время как автопроизводители, такие как Tesla, Nissan и Volkswagen, будут соблюдать гарантию, если процент емкости упадет ниже указанного порогового значения, обычно 60-70%, в течение гарантийного периода.

Перед покупкой любого автомобиля лучше проверить гарантийный талон мелким шрифтом. Например, Nissan Leaf имеет процентную гарантию примерно 75%; однако они используют свои собственные единицы измерения, представленные в виде «полос». Полная батарея Leaf имеет 12 полосок, а прилагаемая гарантия на батарею гарантирует ее на девять полосок заряда.

Исключения из гарантии

Ремонт аккумулятора может быть дорогостоящим, поэтому важно понимать исключения или условия, которые могут повлиять на гарантию аккумулятора электромобиля.

Некоторые исключения могут включать, но не ограничиваются:

  • Использование нестандартной зарядки
  • Любые повреждения, вызванные использованием или установкой неутвержденных деталей
  • Использование батареи в качестве стационарного источника питания
  • Любые повреждения вызвано открытием бачка с охлаждающей жидкостью аккумулятора
  • Невозможность установить обновления программного обеспечения или прошивки
  • Повреждения или сбои, вызванные ремонтом, выполненным несертифицированными техническими специалистами
  • Подъем автомобиля из-под аккумулятора вместо обозначенных точек подъема кузова
  • Невыполнение ремонт
  • Использование автомобиля для буксировки и превышение предельной нагрузки
  • Обычное злоупотребление или небрежность


Гарантия на гибридные батареи

Гибридные автомобильные аккумуляторы аналогичны аккумуляторам электромобилей; они просто меньше.Поскольку бензиновый двигатель, электродвигатель и аккумулятор работают вместе в гибридах, если один из них не работает оптимально, это повлияет на другой.

Гибридные аккумуляторы обычно служат на протяжении всего срока службы автомобиля, а современные автомобили обычно проезжают от 100 000 до 150 000 миль или намного больше. Соответственно, автопроизводители обычно предлагают гарантию не менее 80 000 миль. В большинстве случаев вы можете рассчитывать на то, что без проблем достигнете более чем удвоенного пробега. Некоторые автопроизводители, такие как Hyundai, даже предлагают пожизненную гарантию.В результате, если вы владелец гибрида, вам, скорее всего, никогда не придется беспокоиться о замене аккумулятора.

Время работы от аккумулятора также зависит от времени — оно ухудшается, даже если вы не едете на машине на большие расстояния. Гибридные батареи рассчитаны на срок службы не менее 10 лет. На случай непредвиденных сбоев в отрасли теперь стандартными являются повременные гарантии. Существует федеральный мандат на гарантии, охватывающие восемь лет срока службы аккумуляторной батареи гибридных автомобилей, поэтому большинство автопроизводителей предлагают гарантии на восемь лет и более.

Если вы столкнулись с проблемой замены аккумулятора на не гарантийном автомобиле, не стоит паниковать. Стоимость нового аккумуляторного блока продолжает снижаться. Некоторые техники могут даже установить одобренный использованный аккумулятор, утилизированный из разбитого автомобиля, что значительно снизит потенциальные затраты на ремонт.

Электромобили с максимальным запасом хода в 2021 году

Аккумулятор и запас хода тесно связаны — обычно, чем больше аккумуляторная батарея у электромобиля, тем больше запас хода.Если вы ищете электромобиль, который сможет преодолеть расстояние, сейчас самое время подумать об одном из множества доступных сегодня вариантов дальнобойных автомобилей.

Следующие автомобили в настоящее время предлагают наибольший ассортимент на рынке по состоянию на 2021 год на основе рейтингов EPA. Они могут доставить вас от 208 до 387 миль в зависимости от выбранного вами автомобиля. Имейте в виду, что рейтинги EPA являются приблизительными цифрами, и ваш диапазон может варьироваться в зависимости от того, насколько тяжелая ваша педаль акселератора, сколько пассажиров или снаряжения вы перевозите, а также от дорожных и погодных условий.

Взгляните на наш список последних чудес дальнего действия:

  • 2021 Tesla Model S Performance All-Wheel Drive Sedan — 387 миль
  • 2021 Tesla Model X Long Range Plus RWD Sedan — 371 миль
  • 2021 Tesla Модель 3 Long Range AWD SUV — 353 миль
  • 2021 Tesla Model Y Long Range RWD Sedan — 326 миль
  • 2021 Ford Mustang Mach-E RWD California Route 1 SUV — 305 миль
  • 2021 Chevrolet Bolt EV (All Trims) Универсал — 259 миль
  • 2021 Hyundai Kona Electric (All Trims) Hatchback — 258 миль
  • 2021 Volkswagen ID.4 Внедорожник 1st Edition RWD — 250 миль
  • 2021 Polestar 2 Launch Edition Hatchback — 233 миль
  • Porsche Taycan 4S Performance Battery Plus Sedan 2021 года — 227 миль
  • 2021 Nissan Leaf S Plus Hatchback — 226 миль
  • 2021 Audi E-Tron (Все комплектации) Седан — 222 мили
  • 2021 Volvo XC40 Recharge P8 Внедорожник R-Design — 208 миль

Расчетный запас хода для полностью электрических транспортных средств продолжает расти вместе с количеством новых электромобилей, появляющихся на дорогах каждый день.Как диапазон аккумуляторов, так и внедрение электромобилей быстро увеличились за последнее десятилетие. Примерно в 2010 году электромобили едва могли проехать более 80 миль без подзарядки. Напротив, недавно анонсированный Tesla Roadster, например, будет иметь запас хода более 600 миль!

Пока вы читаете это, Tesla Model S предлагает лучший дальний пробег — 387 миль, прежде чем вам понадобится подзарядка. Модель S, управляющая модельным рядом с 2012 года, представляет собой просторный и роскошный седан, разгоняемый от 0 до 100 км / ч, что не уступает скорости многих суперкаров мирового класса.

Три других Tesla присоединяются к нашему списку лучших воинов, включая Model X на 371 милю, Model 3 на 353 мили и Model Y на 326 миль. Новый Ford Mustang Model-E в комплектации California Route 1 проезжает 305 миль, за ним следует верный Chevy Bolt — 259 миль.

Следующим идет бюджетный Hyundai Kona Electric с запасом хода 258 миль, за ним следуют три новичка: Volkswagen ID.4 1st Edition на 250 миль, Polestar 2 на 233 мили и удивительный Porsche Taycan 4S на 227 миль.Мы завершаем длинный список этого года популярным Nissan Leaf с пробегом 226 миль, новым Audi E-Tron с пробегом 222 мили и Volvo XC40 Recharge с пробегом 208 миль.

И это только начало грядущих войн за запас хода, когда в 2022 году и в последующий период к вам прибудут десятки новых полностью электрических транспортных средств. Беспокойство о дальности скоро пойдет по пути динозавров.

Стоимость замены аккумуляторов электромобиля


Как упоминалось ранее, возможно, вам вообще не придется заменять аккумулятор электромобиля.Поскольку срок службы батареи в новых автомобилях продолжает улучшаться, вопрос о замене батареи становится все менее и менее важным. В 2019 году Tesla объявила, что работает над «батареей на миллион миль», которую, скорее всего, никогда не потребуется заменять.

Тем не менее, если у вас старый электромобиль, со временем может потребоваться замена аккумулятора.

Возникновение отказа батареи

Если ваша неисправная батарея находится на гарантии, вам следует отремонтировать или заменить ее в утвержденной производителем ремонтной мастерской.Если вы запрашиваете обслуживание у третьей стороны, не одобренной производителем, вы можете аннулировать гарантию и подвергнуть себя некачественной работе.

Если ваша батарея выйдет из строя вне гарантийных условий, некоторые дилеры и сервисные центры смогут отремонтировать или заменить ее для вас. Стоимость ремонта / замены батареи можно разделить на (1) стоимость самой сменной батареи и (2) стоимость установки.

Стоимость замены и установки

По мере уменьшения стоимости батарей уменьшается и стоимость замены.Ключевым фактором, определяющим стоимость батареи, является стоимость киловатт-часа, единицы энергии, хранящейся в батарее. Вообще говоря, эта стоимость находится в диапазоне от 100 до 300 долларов за киловатт-час, в зависимости от производителя. Недавно в 2020 году были заявлены следующие ценовые категории:

  • Nissan LEAF, аккумулятор на 40 кВтч, ~ 5500 долларов США, что эквивалентно ~ 137 долларов США / кВтч
  • Chevrolet Volt, аккумуляторная батарея 16 кВтч, ~ 4000 долларов США, что эквивалентно ~ 250 долларов США / кВтч
  • Chevrolet Bolt, батарея на 66 кВтч, ~ 16000 долларов США, что эквивалентно ~ 240 долларов США / кВтч
  • Tesla, по слухам, будет производить свои литий-ионные батареи по цене 125 долларов США / кВтч

Затраты на установку покрывают затраты на рабочую силу и оборудование, необходимые для установки нового аккумулятор.С точки зрения рабочей силы, работа может занять 3-5 часов. В целом стоимость установки может составлять от 1000 до 5000 долларов. (Все цены ориентированы на цены 2019 года. Ваши расходы могут отличаться.)

Вторая жизнь аккумулятора EV

После того, как старый аккумулятор вынут из автомобиля, он обычно получает вторую жизнь. Несмотря на меньшую емкость, аккумулятор может служить полезной цели. Старые батареи используются в приложениях, которые не так требовательны, как питание автомобиля.Например, аккумулятор может использоваться для стационарного хранения, чтобы поддерживать электрическую сеть вашей местной коммунальной компании.

Теперь давайте посмотрим, как аккумуляторные батареи для электромобилей будут продолжать повышать ценность еще долгое время после их первоначального использования по назначению.

Загробная жизнь аккумуляторов электромобилей


По мере того, как внедрение электромобилей продолжает набирать обороты, использованные батареи создают серьезную угрозу для окружающей среды. Что нам делать со всеми выброшенными батареями? На данный момент есть два решения: их можно переработать или перепрофилировать.

Переработка должна осуществляться надлежащим образом, поскольку токсичные химические вещества внутри старых батарей могут привести к загрязнению воды и почвы. В рамках процесса рециркуляции их переплавляют для извлечения лития, кобальта и никеля. Однако это может быть дорогостоящим, поэтому перепрофилирование использованных батарей может быть более рентабельным. У многих аккумуляторов электромобилей все еще осталось до 70% их емкости, что означает, что они могут использоваться для многих других потребностей в хранении энергии.

Автопроизводители изучают способы получения прибыли от использованных аккумуляторов.В Японии Nissan перепрофилировал батареи для питания уличных фонарей. В Париже у Renault есть аккумуляторы для лифтов. В Мичигане GM использует переработанные батареи от Chevy Volts для резервного копирования своего центра обработки данных. VW недавно открыл в Германии завод по переработке аккумуляторных батарей для электромобилей, который может перерабатывать 3600 аккумуляторных систем в год. Переоборудованные аккумуляторы для электромобилей также могут быть полезны для хранения солнечной энергии или для работы электрических велосипедов и других инструментов. Поиск новых способов превратить эти использованные батареи в производительные решения принесет пользу предприятиям, окружающей среде и потребителям.

Затем потратьте некоторое время на изучение всего, что нужно знать о зарядке электромобилей, прочитав наше полное руководство по зарядке электромобилей.

Внутри аккумуляторов автомобиля, телефона и др.

Батареи завоевали современный мир, не сильно изменившись.

Смартфон, для сравнения, имеет гораздо меньше общего с предшествующими ему мэйнфреймами. То же самое касается Tesla Model 3 и Ford Model T. Но литий-ионная технология, используемая в сегодняшних батареях, выдержала десятилетия экспоненциального роста — переход от гаджетов к электромобилям и даже порождение нескольких миллиардеров на этом пути — без серьезных изменений в его структура с тех пор, как Sony впервые коммерциализировала эту технологию в 1991 году.

Это не потому, что химики не пробовали. Просто разработка новых материалов, отвечающих промышленным стандартам, — очень сложная проблема.

Все батареи состоят из четырех компонентов: двух электродов (анода и катода), жидкого электролита, который помогает ионам перемещаться между электродами, и разделителя, предотвращающего прямой контакт электродов друг с другом и предотвращающего возгорание. Когда батарея заряжена, ионы текут от катода к аноду. Когда он разряжается, ионы меняют курс.

По мере того, как мир движется к быстрому сокращению выбросов парниковых газов, продолжается гонка за подключение к еще более мощным батареям большего количества вещей: электросетей, грузовиков, кораблей и даже самолетов. Внутреннее пространство этой важной технологии, наконец, готово увидеть драматические изменения, и ряд скрытых стартапов обещает прорывы. QuantumScape Corp. утверждает, что создала новый материал для аккумуляторов, который позволит электромобилям путешествовать дальше и заряжаться намного быстрее — и в результате стартап имеет оценку, которая в последние недели колеблется от 13 до 20 миллиардов долларов, даже без каких-либо доходов в достопримечательность.Его конкуренты, в том числе такие гиганты, как Samsung и Panasonic, также гонятся за батареями следующего поколения.

Прежде чем мы перейдем к аккумуляторному будущему, важно понять физическую эволюцию современной литий-ионной технологии. Миллиарды людей используют телефоны с более быстрой подзарядкой и автомобили с большей дальностью действия, но немногие из нас могут объяснить, что стоит за этими улучшениями. Это история хитростей: небольшая эффективность производства, небольшие улучшения в материалах и небольшой прирост производительности.

Батарея оценивается по тому, сколько энергии она упаковывает. Этот ключевой фактор тесно связан со скоростью зарядки аккумулятора, количеством циклов заряда-разряда, которое он может выдержать, и безопасностью. Повышенная плотность энергии также может сделать его более уязвимым к возгоранию. Более высокая скорость перезарядки может сократить жизненные циклы.

В конце концов, цена всегда царит. Это определяется тем, сколько энергии может хранить батарея, материалами, из которых она изготовлена, и толщиной электродного покрытия, которое можно нанести без ущерба для характеристик.Чем ниже стоимость, тем дешевле электромобиль.

За последнее десятилетие небольшие разработки привели к снижению стоимости литий-ионных батарей более чем на 90%. С учетом будущих разработок исследовательская группа BloombergNEF в области чистой энергии ожидает, что в следующем десятилетии затраты снизятся вдвое. Электромобили уже сейчас конкурентоспособны во многих странах, если учесть затраты на топливо в течение срока службы автомобиля, но по мере дальнейшего снижения стоимости аккумуляторов даже ориентировочная цена электромобилей будет дешевле, чем цена альтернативы с бензиновым двигателем.

Если вернуться к началу, литий-ионный аккумулятор был получен в исследовательской лаборатории Exxon еще в 1970-х годах. Металлический литий, из которого сделан анод батареи, продолжал вызывать пожары, что привело к тому, что Exxon отказалась от этой идеи. Академический интерес продолжался, и ученые из разных частей мира разрабатывали более безопасные материалы.

Американский ученый Джон Гуденаф обнаружил, что катоды, полностью сделанные из кобальта, более безопасны и хранят больше энергии. Это открытие принесло ему Нобелевскую премию по химии в 2019 году.Затем марокканский ученый Рашид Язами обнаружил, что использование графита, формы углерода, в качестве анода, сделало литий-ионную батарею намного более стабильной и, таким образом, помогло ей прослужить дольше. Наконец, Кейдзабуро Тозава, глава аккумуляторного подразделения Sony в 1990-х годах, объединил все эти изобретения, чтобы создать первую коммерческую литий-ионную батарею.

Несмотря на то, что кобальт — дорогой металл, он оставался доступным для использования в небольших батареях ранних ноутбуков и мобильных телефонов. Но как только литий-ионные батареи начали использоваться в электромобилях, химики стали искать более дешевые металлы, такие как никель, марганец и даже железо.

Альтернативные металлы требуют тщательной оценки. Если дешевый металл означает непропорционально худшую производительность аккумулятора, этого не пойдет. Благодаря миллионам экспериментов на рынке стали доминировать три типа катодов: оксиды никель-марганца-кобальта (NMC), оксиды никель-кобальта-алюминия (NCA) и фосфат лития-железа (LFP).

Давайте заглянем внутрь черного ящика, который представляет собой батарею, чтобы понять, как мы сюда попали и что будет дальше.

Сокращение содержания кобальта с помощью NMC

Одной из первых альтернатив кобальту было использование никеля и марганца, которые превышали способность кобальта накапливать ионы лития.Но полностью потерять кобальт было невозможно. Химики узнали, что кобальт играет роль учителя в школе, дисциплинируя непослушные ионы лития во время их движения и гарантируя, что батарея продержится большее количество циклов заряда-разряда.

За несколько лет исследований химикам удалось увеличить толщину материала анода и катода, которые являются энергоносителями в батарее, по сравнению с другими деталями. Путем проб и ошибок они также нашли смесь, в которой можно было бы использовать меньше кобальта и больше никеля.Все это помогает накапливать больше ионов лития на единицу объема и массы, что помогает увеличить удельную энергию батареи. Это, в свою очередь, увеличивает запас хода автомобиля и снижает его ориентировочную цену.

Алюминий

приходит с Tesla NCA

Вместо марганца Tesla и ее партнер по производству аккумуляторов Panasonic обнаружили, что алюминий также может выполнять эту работу. В то время это считалось более рискованным делом, чем химия NMC, но ставка окупилась для Tesla. NCA также был дешевле, чем NMC, потому что это еще больше снизило использование кобальта.Химия стала основой автомобилей Tesla, которые часто могут похвастаться превосходными характеристиками по сравнению с другими электромобилями.

Химики

Tesla, занимающиеся аккумуляторными батареями, также обнаружили, что добавление небольшого количества оксида кремния, например, перца в макароны, помогает уменьшить количество графита, необходимое для хранения того же количества ионов лития. Это помогло уменьшить вес батареи без ущерба для производительности и снизить ее стоимость. Модель 3 была выпущена с этим новым химическим составом и помогла Tesla создать самый доступный автомобиль на сегодняшний день.

Нет необходимости в кобальте с LFP

Конечная цель катодных материалов нынешнего поколения — полностью отказаться от использования кобальта. Первой попыткой этого было развитие химии LFP, которая сделала использование железа доступным по очень низким ценам. Батарея хорошо себя показала по большинству показателей, но она не могла хранить столько ионов лития, сколько кобальтоносные катоды.

Экономическая выгода, однако, была достаточно большой, чтобы батареи LFP нашли применение в дешевых электромобилях, таких как такси, и в электрических автобусах, которым требовались аккумуляторные блоки гораздо большего размера.Поскольку автобусы нуждаются в гораздо более крупных аккумуляторных батареях, а такси должно быть как можно более дешевым, это помогло сделать самый дешевый литий-ионный аккумулятор лучшим кандидатом для другого сегмента рынка электромобилей.

Более десяти лет работы помогли LFP-батареям улучшить производительность, даже несмотря на то, что они по-прежнему уступают химическим составам катодов на основе кобальта по плотности энергии. Основным преимуществом стало создание стабильной батареи с более толстыми материалами электродов. В сложной химической смеси, которая представляет собой батарею, небольшое увеличение толщины — немалый подвиг.

В будущее твердого тела

Конечная цель анода в литий-ионной батарее — использовать металлический литий. Поиски по созданию этого материала привели к плачевным результатам. Металлический литий нестабилен и склонен к возгоранию. Внутри аккумулятора при зарядке и разрядке он также имеет тенденцию образовывать тонкие нити, называемые дендритами, которые могут прорезать сепаратор и контактировать с катодом. Это вызывает короткое замыкание, а затем возгорание. Пожары аккумуляторных батарей потушить гораздо труднее, чем возгорания двигателей внутреннего сгорания.

Химики-разработчики аккумуляторов десятилетиями пытались решить проблему дендритов. Одной из многообещающих попыток является использование твердого электролита для замены жидкости в системе и подавления образования дендритов. Эта технология получила новое название: твердотельный аккумулятор. Если твердотельные аккумуляторы появятся на рынке во второй половине этого десятилетия, как и ожидалось, они, вероятно, будут представлять собой большой скачок в производительности аккумуляторов, увеличивая диапазон электромобилей на 50% и сокращая время зарядки до 15. минут.

Поскольку металлический литий выглядит как многообещающий анодный материал, химики-химики снова ищут новые катодные материалы. Ожидается, что эти новые материалы, не содержащие кобальта, еще больше повысят плотность энергии, что может сделать батареи достаточно легкими для питания электрических самолетов. Литий-ионные аккумуляторы прошли долгий путь от лабораторий Exxon до переворота автомобильной промышленности. И тем не менее, для мира это только начало использования потенциала этой экологически чистой технологии.

Исправление: В статье ранее говорилось, что Гуденаф был британцем. Он американец, но свою работу, получившую Нобелевскую премию, в Оксфордском университете в Великобритании.

Во вторник компания Tesla обнародовала планы по разработке «настольной» батареи, которая может улучшить дальность хода и мощность электромобиля. Компания будет производить свои новые батареи на собственном предприятии, что, по прогнозам генерального директора Tesla Илона Маска, поможет значительно снизить затраты и позволит компании в конечном итоге продавать электромобили по той же цене, что и бензиновые.

Ожидается, что батарея снизит стоимость киловатт-часа Tesla — единицы энергии, наиболее часто используемой для измерения емкости аккумуляторных блоков в современных электромобилях. Многие эксперты считают, что снижение этих затрат позволит Tesla резко снизить цену на свои автомобили, тем самым сделав их гораздо более доступными. Новость о новой батарее была объявлена ​​во время широко разрекламированного мероприятия компании «День батареи» в Пало-Альто, Калифорния.

Маск сказал, что Tesla достигла этого прорыва, удалив язычок, часть батареи, которая соединяет элемент и то, что он питает.Эти новые ячейки, которые Тесла называет 4860 ячейками, дадут батареям электромобилей компании в пять раз большую энергоемкость, сделают их в шесть раз более мощными и позволят увеличить дальность действия автомобилей Тесла на 16 процентов. Таблицы ячеек были одними из первых анонсов Дня батареи Tesla.

Новые элементы больше, чем нынешние элементы Теслы, их размеры 46 на 80 мм (отсюда и название — 4680). По словам Маска, помимо увеличения энергии и мощности, новые элементы приведут к снижению стоимости киловатт-часа на 14% только на уровне форм-фактора ячейки.Новая система производства аккумуляторов Tesla «близка к работе» на уровне пилотного завода.

Во время мероприятия Дрю Баглино, вице-президент Tesla по силовым агрегатам и энергии, рассказал о новых элементах. Он сказал, что инженеры Tesla «нанесли лазерный узор» на существующие фольги в ячейке, чтобы создать «спиралевидную черепицу», что привело к сокращению длины электрического пути до 50 мм по сравнению с существующей длиной 250 мм в текущих ячейках.

«На самом деле у вас более короткий путь [для движения электрона] в большой ячейке стола, чем в меньшей ячейке с выступами», — добавил Маск.«Таким образом, даже несмотря на то, что ячейка больше, она на самом деле имеет большую мощность».

Как и большинство автомобильных компаний, Tesla закупает аккумуляторы у крупных производителей, поэтому может сосредоточиться на своей основной миссии: создании электромобилей. 2170 элементов компании, которые в настоящее время используются в автомобилях Model 3 и Model Y, производятся Panasonic на заводе Tesla Gigafactory в Неваде.

Но эти запасы истощились. В 2018 году нехватка аккумуляторов в Panasonic усугубила «производственный ад» Tesla, когда компания начала наращивать свои усилия по созданию Model 3.Маск раскритиковал темпы производства аккумуляторов Panasonic как ограничивающие Model 3 и Model Y. А генеральный директор Panasonic Казухиро Цуга предсказал, что его аккумуляторы «разрядятся», если Tesla продолжит расширять свой бизнес.

Объявление

Маска о том, что Tesla начнет производство собственных аккумуляторов, направлено на устранение этих узких мест. Но это не было государственной тайной. О переходе на собственное производство аккумуляторов свидетельствуют недавние приобретения, просочившиеся фотографии, заявки на патенты и исследования, опубликованные Джеффом Даном, одним из первых разработчиков литий-ионных аккумуляторов и руководителем отдела исследований аккумуляторов Tesla.

Но Tesla не перестанет покупать эти аккумуляторы в ближайшее время. Накануне Battery Day Маск написал в Твиттере, что компания продолжит использовать аккумуляторы, поставляемые Panasonic, китайской CATL, южнокорейской LG Chem и другими. Более того, Tesla купит у своих поставщиков больше аккумуляторов, чем обычно.

Это имеет смысл, учитывая более широкие амбиции Tesla, сказал Каспар Роулз, аналитик Benchmark Mineral Intelligence, который специализируется на сырье, из которого производятся литий-ионные батареи.