Новые аккумуляторы: революция или эволюция?

sigmund_rod — 13.11.2020

Вчера я отвлёкся на кефирчик, так народ в комментах жаловался, что не знает где к нему кабель зарядный подключать :-)))) Так что сегодня вернёмся к нашим баранам электромобилям.

Для электромобилей батарея — это важнейший и самый дорогой компонент. С начала века развитие здесь было довольно быстрым, но не взрывным. Плотность энергии постепенно увеличивалась:

В то время, как стоимость уменьшалась: 

Развитие идёт быстро, но достаточно ли быстро? Вот хотел взглянуть, что нам готовят производители батарей в следующие 2-5 лет. 

Какие же проблемы нужно решить? 

— Масса батарей. Батареи очень тяжёлые и электромобили возят с собой огромный лишний вес (500-700 кг). Здесь проблема в химии элементов;

— Скорость зарядки всё ещё очень низкая. В идеале быстрая зарядка должна занимать столько же, сколько и заправка автомобилей с ДВС на бензоколонке (здесь вот про то, как зарядка проходит сейчас). Проблема быстрой зарядки в основном упирается в охлаждение аккумуляторов;

— В батареях используются дорогие материалы, в частности кобальт. Нужно постараться избавится от кобальта и уменьшить использование лития (здесь больше на тему материалов). 

— Батареи практически не перерабатываются.

Тесла

Тесла решила пока сосредоточится на ближайшем будущем. Даже не используя революционных изменений в химии аккумуляторов, их можно производить гораздо дешевле и устанавливать гораздо большую ёмкость в то же самое физическое пространство. На последнем «дне батарей» Маск продемонстрировал как раз следующее поколение, так называемую модель 4680:

Достижения: новые батареи проще производить, их проще упаковывать вместе и их проще охлаждать, так как тепло отводится через нижнюю часть батареи. Всё это даёт следующие результаты:

1. По оценке Маска, новый дизайн уменьшает стоимость батареи на 56%. Здорово!!!

2. Теперь в то же самое пространство можно установить больше ёмкости. По оценкам, в Теслу модуль 3 с 74 кВт*ч батареей влезает теперь 130 кВт*ч. То есть дальность хода вырастет с 550 до 900 км (здесь анализ). 

3. Можно быстрее заряжать электромобиль из-за более эффективного отвода тепла:

Кроме того, Маск работает также над новой химией батарей. Задача — избавится от кобальта, самого дорого из металлов используемых в батареях.

Другие производители

Другие производители, в частности CATL, LG Chem и Panasonic работают также над улучшением химии батарей. Самый последний дизайн называется NCM 811 (означает «никель, кобальт, магний в пропорции 8:1:1»). 

Самый дорогой компонент — это кобальт. Здесь его меньше, чем в предыдущих дизайнах. 

А вот здесь сравнение ёмкости на единицу массы:

Высокое содержание никеля важно для повышения ёмкости, поэтому увеличение на 20% по сравнению с NMC 622 (или почти на 50% с NMC 111) увеличивает емкость NMC 811 примерно до 200 мА*ч/г. Это не гигантский скачок, но намного лучше, чем катоды NMC нынешнего поколения.

А вот как CATL видит увеличение плотности энергии со временем:

Собственно это те батареи, которые используются в самых последних моделях электромобилей. 

В общем, Маск идёт несколько впереди, потому даже Панасоник предложил производить новые батареи 4680 для Маска на своих фабриках.

Так какие же проблемы будут решены с помощью новейших решений? 

— Масса батарей сильно не изменится, Маск обещает, что упадёт на 10%, посмотрим; Тут тоже вопрос, на 10% упадёт масса за 1 кВт*ч или масса того же объёма элементов?

— Скорость зарядки вырастет почти вдвое из-за более лучшего охлаждения, тем не менее мы ещё далеки до скорости заправки «как на бензоколонке»;

— Дорогих материалов используется всё меньше и меньше, в частности кобальта, поэтому цена уменьшается;

— Батареи пока практически не перерабатываются. Над технологиями работают.

Так это эволюция или революция?

-----------------------------------------------------------------

Интересуют проблемы экологически чистого транспорта? Добавляйтесь в друзья!

Ещё мои посты про электромобили:

Мой опыт поездки на электромобиле Ниссан Лиф по Норвегии:

Часть 1. Осло — Мои по побережью

Часть 2. Мои — Осло через горы

Электромобили, «Курс молодого бойца»:

Ёмкость батареи и дальность хода

Зарядка

Электромобили против ДВС.

Мои избранные записи про электрокары:

Стоимость электромобилей и машин с ДВС сравняется к 2024 году

Хватит ли лития для электромобилей? (про дефицит материалов для производства автомобильных аккумуляторов)

Европа всё же выкрутила руки автопроизводителям (о продажах «электричек» в Европе)

Этот ужасный электробус! (электробус, часть вторая)

Электробусы, опыт Осло (электробус, часть первая)

Хватит ли электромобилям электричества? (что будет, если электрифицировать весь парк автомобилей)

Взрывающаяся Тесла (про пожароопасность электромобилей)

Что делать со старыми батареями электрокаров? (про переработку батарей)

Электромобили более экологичные? (жизненный цикл автомобилей)

Любимая и ненавистная Тесла (Плюсы и минусы Теслы)

Секрет успеха электрокаров (Почему электрокары так популярны в Норвегии)

Сохранено

</>

A PHP Error was encountered

Severity: Notice

Message: Undefined variable: preview_image

Filename: views/blog.php

Line Number: 115

" style="float:left; margin: 0px 10px 10px 0px; border: 0px;" />

Новые аккумуляторы: революция или эволюция?

Вчера я отвлёкся на кефирчик , так народ в комментах жаловался, что не знает где к нему кабель зарядный подключать :-)))) Так что сегодня вернёмся к нашим баранам электромобилям. Для электромобилей батарея — это важнейший и самый дорогой компонент. С начала века развитие здесь было ...

Читать полностью