Новости
Аккумуляторы, которые прослужат десятилетия
2013-07-22
Ученые из Центра солнечной энергии и водородных исследований Баден-Вюртемберг (ZSW) разработали одну из самых эффективных литий-ионных батарей. В электрическом транспортном средстве новые аккумуляторы сохранят 85% мощности после ежедневной зарядки более 27 лет, знаменуя светлое будущее систем хранения энергии.
На сегодняшний день литий-ионный аккумулятор остаётся самым популярным типом электрического аккумулятора, находя своё применение в качестве источника энергии не только в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах, но и повседневных бытовых устройствах — мобильных телефонах и ноутбуках, цифровых фотоаппаратах и видеокамерах. Однако всем известно, что у него есть существенные недостатки.
По сравнению с другими типами аккумуляторов, при полном разряде литий-ионная батарея теряет возможность заряжаться при подключении стандартного напряжения, — и хотя эта проблема устраняется с помощью импульса более высокого напряжения, это отрицательно сказывается на жизненном цикле литий-ионного аккумулятора прошлого поколения. Максимальный срок службы такого аккумулятора достигается при ограничении заряда сверху на уровне 95 % и разряда 15–20 %, а оптимальные условия хранения в нерабочем состоянии — при заряде на уровне 40–70 % от полной и температуре около 5 °C. Однако литиевый аккумулятор стареет, даже если не используется: средняя продолжительность его жизни составляет от 24 до 60 месяцев.
Специалисты из Центра солнечной энергии и водородных исследований Баден-Вюртемберг принимают во внимание все эти и многие другие «неудобства» современных энергоносителей и стремятся к их усовершенствованию: «Без энергии нет процветания, нет эволюции. Энергия помогает внедрять инновации и сама служит предметом инноваций. Экономически, экологически и социально устойчивые энергетические концепции неразрывно связаны с использованием возобновляемых источников энергии и повышения энергоэффективности. Для этого мы каждый день и приходим на работу: нас интересует энергетический потенциал водородных и метановых технологий, батарей и топливных элементов; кроме того, мы занимаемся экономическим анализом энергетических систем».
Разработки учёных не были напрасны: им удалось создать компактные литий-ионные батареи, которые после 10 000 полных циклов зарядки по-прежнему сохраняют более 85% от первоначальной ёмкости. Это означает, что электрический автомобиль с такими аккумуляторами может заряжаться каждый день в течение 27,4 лет и все еще быть на полном ходу! Плотность мощности этих батарей также очень высока — 1100 ватт на килограмм. Для электрических транспортных средств это служит гарантией высокой производительности и, что особенно приятно, короткого времени подзарядки.
Новые аккумуляторы производятся на заводе «ZSW Laboratory for Battery Technology» и финансируются Немецким федеральным министерством образования и научных исследований, а так же Немецким федеральным министерством экономики и технологий. В обозримом будущем специалисты так же планируют разработать электроды для более крупных призматических литий-ионных батарей, которые могут быть использованы для хранения энергии ветра и солнца.
Поскольку на сегодняшний день литиевые аккумуляторы являются ключевым и самым дорогим элементом типичного электрического транспорта, их новый «бессмертный» статус не только повысит доверие покупателей к электромобилям и гибридам, но и фактически сделает экологически чистые средства передвижения выгодным вложением денег.