Долгое время заряда электромобиля можно компенсировать увеличением его пробега на одном заряде. Если сегодня топовые электрокары проезжают 500-600 км, то уже через несколько лет могут появиться модели с показателем в 1500-1600 км. Это может произойти, когда они перейдут на литий-воздушные батареи. Почему такие аккумуляторы являются многообещающими – рассказывает их изобретатель доктор Кужикалайл Абрахам.
Литиевые батареи Абрахам начал разрабатывать около 45 лет назад, и сегодня он имеет 15 тематических патентов. Первую статью в 1978 году он выпустил о литий-титан-дисульфидной батарее, которая предоставляла более 100 циклов заряда-разряда – прорыв того времени. Это и другие исследования помогли Sony создать в 1991 году коммерческий образец первой литий-ионной батареи.
Підписуйтесь на наш канал у Telegram: https://t.me/techtodayua
В 1991 году Sony выпустила первый литий-ионный аккумулятор формата 18650 (18 мм диаметр, 65 мм длина). Такой формат использовался в аккумуляторах ноутбуков прошлых поколений, электромобилях. Сегодня это популярный источник для повербанков. В 1991 году элемент 18650 имел емкость чуть больше 1 А·ч, сегодня такой же элемент предлагает 3,6 А·ч – емкость выросла почти в четыре раза. Также увеличился ресурс – 1000 циклов являются достижимыми.
Сегодня литий-ионные батареи вплотную приблизились к теоретическому лимиту своей емкости. Необходимо менять используемые материалы.
Наблюдая за дефектными батареями в лаборатории, Абрахам заметил: если в батарею попадал воздух, они выдавали увеличенное напряжение. Более того, и батарея показала приличную емкость и некоторый ресурс. Об этом открытии ученый сообщил в научной публикации и получил соответствующий патент.
Литий-воздушные аккумуляторы обещают плотность энергии почти как у бензина, который часто принимают за эталон, сравнивая источники энергии. Литий-воздушные батареи обещают 40,1 мегаджоулей/килограмм – 85% от энергоемкости килограмма бензина. Это 11400 Вт·час/килограмм, хотя на практике можно ожидать 5000 Вт·ч/кг.
Однако это все равно в пять раз больше энергетической плотности литий-ионных источников энергии даже при наихудшем исполнении литий-воздушной батареи с плотностью энергии 1000 Вт·ч/кг.
Интересными литий-воздушные источники делает их возможность масштабирования. Их можно изготавливать в небольших корпусах, пригодных для использования в смартфонах, ноутбуках, квадрокоптерах и других гаджетах.
Главная проблема на пути коммерциализации литий-воздушных батарей – доступ воздуха. Вместе с ним в батарею может попадать мусор и влага. Для предотвращения этого изучается использование фильтрующих мембран или замена жидкого электролита на твердый.
По материалам: Medium
