Loading

Конкурентоспособность электромобилей обеспечат улучшенные батареи

Создано 13.11.2012 18:31
Автор: Евгений

Конкурентоспособность электромобилей обеспечат улучшенные батареи

Есть множество причин, почему электрические автомобили никак не приживутся, но одна проблема вполне определенная: батареи стоят слишком дорого.

Чтобы электромобили и подключаемые гибриды смогли конкурировать с бензиновыми автомобилями, цены на батареи должны упасть на 50-80 процентов. Для достижения этой цели может понадобиться абсолютно новый вид аккумулятора. Но есть также и обоснованное мнение, что может быть достаточно и усовершенствования литий-ионных батарей, питающих нынешнее поколение электрических автомобилей.

Соединенные Штаты имеют все возможности к 2015 году выпускать достаточно аккумуляторов для 500 тысяч машин. Но в этом году из-за высоких цен продажи авто с гибридной силовой установкой не достигли и десятой части этого количества. Результатом стала борьба между ведущими производителями батарей в США. Компания «A123 Systems» обанкротилась. В компании «Dow» заявили о значительном падении оборотов в совместном предприятии «Dow Kokam» по производству аккумуляторов. Фабрика компании «LG», предназначенная для поставки аккумуляторов для Chevrolet Volt, была построена, но по сегодняшний день бездействует в ожидании спроса.

Обслуживание электромобилей стоит меньше, чем бензиновых машин, но это экономическое преимущество фактически пропадает на фоне дороговизны батарей. Аккумуляторы для Chevrolet Volt стоят около 8 тысяч долларов США. Более объемные батареи для Nissan Leaf обходятся в 12 тысяч долларов США.

К 2025 году стоимость батарей для Leaf можно уменьшить до 4 тысяч, считают ученые. Это возможно лишь благодаря увеличению объемов продаж, занижению цены составляющих при помощи конкуренции, а также фактически удвоению удельной энергоемкости устройства, что уменьшит затраты материалов.

Одна новая компания «Envia Systems» уже создала прототип литий-ионной батареи, которая сохраняет вдвое больше энергии, чем существующие устройства, и дает возможность сотен перезарядок. Крайне важно то, что изобретение достаточно похоже на обычные аккумуляторы, и его можно производить при помощи существующих производственных мощностей. В компании отмечают, что технология требует доработки и сможет появиться в автомобилях лишь через несколько лет.

Исследователь из Университета Далхаузи Джефф Дан говорит, что автомобили, как Leaf и Volt, используют специальный вид плоских литий-ионных электрохимических элементов, которые производятся на недавно разработанном и относительно медленном оборудовании. Выпуск более распространенных цилиндрических литий-ионных батарей стоит примерно вдвое меньше, так как используется более быстрое оборудование, позволяющее массово выпускать устройства. Дан также отмечает, что цена многих составляющих, таких как пластиковая пленка, отделяющая электроды в батарее, завышена. «Не говорите, что стоимость перегородок нельзя понизить», - уверен ученый.

Не все согласны, что стоимость литий-ионных батарей может упасть настолько, чтоб электромобили смогли конкурировать с бензиновыми авто. Например, компания «Toyota» занимается поиском способов радикального изменения конструкции аккумуляторов. Один из проектов предусматривает замену жидкого электролита в обычных литий-ионных батареях твердым материалом, что даст возможность произвести ряд изменений в конструкции батарей, уменьшить их и понизить стоимость. Эти батареи с твердым электролитом и другие технологии могут уменьшить размер аккумулятора на 80 процентов, заявляют в компании. Новая компания «Sakti3», имеющая тесные связи с GM, также разрабатывает батареи с твердым электролитом и недавно начала поставки прототипов потенциальным клиентам для испытаний.Конкурентоспособность электромобилей обеспечат улучшенные батареи

Молодая компания «24M» из Кембриджа, штат Массачусетс, по-другому подходит к вопросу – вместо батарей с твердым электролитом фирма разрабатывает нечто среднее между аккумулятором и топливным элементом, когда электроды батареи представляют собой жидкость, которую можно закачивать. Материал для хранения энергии можно сохранять в недорогих резервуарах, а затем закачивать в небольшое устройство для генерирования энергии.

Несмотря на инновационный дизайн, батареи с твердым электролитом и технологии компании «24M» продолжают работать с привычной литий-ионной химией. Очевидно, из них больше шансов получить коммерческую выгоду, чем из более радикальных путей в обход литий-ионных методов. Но альтернативы существующим батареям могут оправдать дополнительные риски, так как теоретически они имеют в несколько раз большую плотность, чем современные аккумуляторы для электромобилей.

Список большой, он включает варианты сочетаний литий-сера, литий-воздух, цинк-воздух и магний-ион. Но судя по всему, каждый из них имеет свои проблемы. Например, литий-воздушные батареи, способные сохранять в 10 раз больше энергии в сравнении с обычными литий-ионными аккумуляторами (вплотную приближаясь к удельной энергоемкости бензина) используют металл литий, который может быть очень опасным, и они не позволяют многократных перезарядок.

Даже если проблемы, связанные с новыми технологиями, можно решить в лаборатории, уйдут десятилетия на то, чтобы наладить производство необходимого количества устройств. Процесс решения этих вопросов даст литий-ионным батареям достаточно времени на усовершенствование.

Источник: Technologyreview

Комментарии: