Современные аккумуляторы для электромобилей

Как современные аккумуляторы превратят электромобиль в коммерческий проект

Эффективность современных турбодизелей составляет около 40%, а вот эффективность мотора электромобиля превышает 90%

Аккумулятор - это устройство, преобразующее энергию химической реакции в энергию электрическую, необходимую для совершения какой-либо полезной работы.

Сейчас, когда остро стоит вопрос о конечной исчерпаемости ископаемых источников энергии, развиваются солнечная, ветровая и многие другие виды альтернативной энергетики. В то же время существует проблема запасания и хранения сгенерированной энергии, чтобы иметь возможность в необходимый момент ее рационально использовать.

С другой стороны, перед обществом стоят вопросы, связанные с экологией. И существенное продвижение в решении экологических вопросов - это возможность перевода всего транспорта на движение с помощью электрической энергии.

В этом случае аккумуляторы и топливные элементы будут играть очень значимую роль.

Приблизительно в 2010 году была сделана оценка динамики роста инвестиций в эти направления, согласно которой ежегодный прирост инвестиций в область литий-ионных аккумуляторов должен составлять около 22% до 2019 года. Это говорит о том, что, с одной стороны, к стремительно развивающейся отрасли крайне внимательно относится бизнес, а с другой - не меньшее внимание ей уделяет наука. Существует огромное количество научных вопросов, которые требуют своего разрешения для того, чтобы создавать новые, более эффективные устройства для накопления энергии.

Основная научная идея для создания современных литий-ионных аккумуляторов вошла в оборот в 1980 году, когда Джон Гуденаф со своей командой опубликовал статью в журнале Materials Research Bulletin. В ней он показал, что в качестве катодного материала, одного из важных компонентов для литий-ионных аккумуляторов, может использоваться сложный оксид лития/кобальта LiCoO2. Использование такого материала для создания литий-ионных аккумуляторов позволило запасать намного больше энергии на единицу массы, чем в других известных к тому времени аккумуляторах (например, запас энергии на единицу массы широко известных свинец-кислотных аккумуляторов в 4-5 раз меньше, чем для литий-ионных систем).

В 1991 году компания Sony выпустила первый аккумулятор на основе материала, предложенного Джоном Гуденафом, и за последние двадцать лет произошел стремительный рост в тех отраслях, где используются литий-ионные аккумуляторы. В основном это касалось устройств портативной электроники - лэптопов, разнообразных смартфонов и телефонов. Этот сегмент рынка показывал устойчивый рост, но производство не могло двинуться в области, где требуются аккумуляторы для питания электромобилей, кораблей, подводных лодок, потому что материалы, на основе которых делались первые типы аккумуляторов, обладали невысокой устойчивостью.

Позднее, в 1997 году, команда Джона Гуденафа открыла новое соединение, которое могло бы применяться в литий-ионных аккумуляторах в качестве катодного материала. Это материал на основе литий-железо-фосфата, LiFePO4, который, в отличие от LiCoO2, не содержит ядовитых элементов и является безопасным. Однако он обладает очень низкой электронной проводимостью, что неприемлемо для электродного материала, да и ионы лития двигаются в нем не слишком быстро. Поэтому многие считали, что данный материал не представляет никакого коммерческого интереса.

Следующим шагом стало появление в 2005-2006 годах работ ученых из Массачусетского технологического института. Йет-Минг Чианг и его коллеги показали, что если немного видоизменить состав этого материала, перевести его в наноразмерное состояние и покрыть частички тонким слоем углеродсодержащего материала, то материал демонстрирует великолепные характеристики для работы в литий-ионных аккумуляторах и становится пригодным для широкого коммерческого использования.

Внедрение электромобилей, помимо решения экологических проблем, позволит принципиально повысить эффективность использования энергии.

Для сравнения: эффективность современных турбодизелей составляет около 40%, а общая эффективность передачи энергии от топливного бака к колесам - всего около 20%. Эффективность мотора электромобиля превышает 90%, а отсутствие необходимости в сложной трансмиссии делает и общую эффективность передачи энергии от аккумуляторных батарей к колесу близкой к 90%. Энергоэффективность электромобилей связана и с их экономической привлекательностью при эксплуатации.

Один из коммерчески доступных сейчас электромобилей на литиевых аккумуляторах Nissan Leaf по цене на милю пробега обходится в три раза дешевле современных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (учитывая только стоимость бензина или электрической энергии). Nissan Leaf с 2010 года продается в США и с 2011 года - в Европе. Его аккумулятор весит 300 кг, энергозапас 24 киловатт-часа, мощность - 120 л. с. средний пробег на полной зарядке аккумулятора - 150 км, скорость - до 150 км/ч. От обычной розетки он заряжается 7 часов, от специальной станции - 30 минут. Он оснащен аккумуляторной батареей массой 300 кг, где в качестве катода используется LiMn2O4 (удельная энергия составляет 80 ватт-часов на килограмм). Если сейчас на смену этим аккумуляторам придут новые, с 200 ватт-часами на килограмм, то пробег для подобного электромобиля увеличится со 150 км до 400 км.

В настоящее время лидером среди электромобилей является Tesla, в котором используются катодные материалы другого типа на основе сложного оксида лития, никеля, кобальта и алюминия. Этот материал обладает большей удельной энергией в сравнении с LiMn2O4, что позволяет при увеличенной массе аккумуляторной батареи с энергозапасом 85 киловатт-часов обеспечить пробег электромобиля более 400 км. Интересно отметить, что этот электромобиль, по данным Consumer Reports, получил наивысший рейтинг среди авто/электромобилей в 2013 году.

Сейчас планы большей части автомобильных компаний таковы, что за гибридами первого и второго поколений они планируют в ближайшее время вывести на рынок полноценные электромобили. Кроме того, сейчас ученые активно работают над созданием материалов, которые обеспечат лучшие удельные энергетические характеристики аккумуляторов нового поколения. Они смогут использоваться не только в электротранспорте, но и в крупных стационарных накопителях, например резервных источниках питания.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Современные аккумуляторы для электромобилей

Как невероятно быстро зарядить аккумулятор

Не так страшен малый объем аккумулятора на вашем смартфоне или электромобиле, как бесконечно долгое время его зарядки. Радует лишь то, что ученые и инженеры активно работают над решением этой проблемы. И сегодня мы расскажем про 5 самых лучших и перспективных современных технологий . позволяющих зарядить батареи нереально быстро .

Nissan Leaf – зарядить 80 процентов аккумуляторов за тридцать минут

Долгая зарядка аккумуляторов – это серьезный бич современных электромобилей. Правда, страшные рассказы о том, что машина с электрическим двигателем может проехать на одном полном заряде всего тридцать-сорок километров, после чего ей необходимо десять часов на восстановление батарей, касается лишь первого поколения серийных электромобилей. Современные модели имеют значительно лучше показатели.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Nissan Leaf – зарядить 80 процентов аккумуляторов за тридцать минут

Среди современных электромобилей отдельно выделяется машина Nissan Leaf, создатели которой прикладывали и прикладывают максимум усилий ради популяризации персонального электрического транспорта. В том числе, это заключается в развитии инновационных технологий быстрой зарядки аккумуляторов.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Nissan Leaf – зарядить 80 процентов аккумуляторов за тридцать минут

Нынешние технологии, использующиеся в Nissan Leaf . позволяют наполнить батареи автомобиля энергией всего за тридцать минут, которые можно потратить, к примеру, на обед в ресторане. Правда, при этом речь идет не о полной емкости аккумуляторов, а лишь о восьмидесяти процентах от нее. Впрочем, и это вполне хватает для поездок при помощи Nissan Leaf на дальние расстояния.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Nissan Leaf – зарядить 80 процентов аккумуляторов за тридцать минут

Чтобы еще более ускорить зарядку аккумуляторов электромобилей, команда компании Nissan планирует вообще отказаться в данном процессе от проводов. Это позволит в будущем уменьшить и без того рекордный показатель в тридцать минут до десяти.

Замена аккумуляторов на автомобилях от Tesla Motors

Компания Tesla Motors пока не может похвастаться технологиями, которые позволяют заряжать большую часть емкости аккумуляторов за короткое, практически незаметное время. Но этот производитель электромобилей предлагает другую, весьма интересую идею, как избавить владельцев подобных машин от необходимости ждать.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Замена аккумуляторов на автомобилях от Tesla Motors

Эта неординарная идея позволяет сократить скорость зарядки аккумуляторов электромобилей до показателей, сравнимых с обычной заправкой машин бензином. Tesla Motors предлагает заменять батареи в электрических авто, вместо того, чтобы долго и нужно их заряжать.

Tesla Motors изучает техническую возможность покрытия Соединенных Штатов Америки и некоторых европейских стран не только плотной сетью специальных заправочных пунктов для электромобилей, но и специальными сервисными станциями, где очень занятые и спешащие владельцы таких авто смогут за считанные минуты заменить аккумуляторы в своем транспортном средстве.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Замена аккумуляторов на автомобилях от Tesla Motors

Демонстрируя возможности своих авто, компания Tesla Motors показала рекордно быструю смену аккумуляторов, которая заняла всего 90 секунд. В реальности этот показатель увеличится в два-три раза, но это все равно намного быстрее, чем классическая зарядка батарей, даже если она занимает 30 минут, как у Nissan Leaf.

Quant e-Sportlimousine – электромобиль на соленой воде

Весной 2014 года на Женевском Автосалоне был представлен один из самых необычных современных электромобилей – машина с названием Quant e-Sportlimousine . которая берет энергию для езды из … соленой воды.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Quant e-Sportlimousine – электромобиль на соленой воде

Конечно, это не обычная морская вода, а специальный конденсат, химический состав которого производитель Quant e-Sportlimousine не разглашает. Но для простого объяснения сути технологии создатели этого авто говорят «соленая вода».

Современные аккумуляторы для электромобилей

Quant e-Sportlimousine – электромобиль на соленой воде

Суть технологии заключается, что в две отдельные емкости в аккумуляторе электромобиля Quant e-Sportlimousine заливают специальный электролит, и разница в потенциалах между этими частями генерирует энергию. Правда, эффективность подобных батарей в шесть раз хуже, чем у стандартных литиево-ионных. Зато процесс слива старого конденсата и залива нового занимает всего несколько минут, так что недостаток емкости с лихвой компенсируется невероятно быстрой скоростью зарядки.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Quant e-Sportlimousine – электромобиль на соленой воде

Создатели электромобиля Quant e-Sportlimousine, работающего от аккумуляторов на соленой воде, сейчас заняты получением лицензии на использование данного транспортного средства при езде по дорогам Европейского Союза. Так что это не концептуальная технология из далекого будущего, а реально существующая и очень перспективная данность.

Новые аккумуляторы для мобильных гаджетов: 70 процентов зарядки за 2 минуты

Как уже упоминалось выше, технологии позволяют заряжать 80 процентов аккумуляторов электромобиля Nissan Leaf всего за тридцать минут. Но, оказывается, это еще не рекорд. Ведь ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре представили недавно новый тип литиево-ионных батарей с рекордно быстрой скоростью зарядки.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Новые аккумуляторы для мобильных гаджетов: 70 процентов зарядки за 2 минуты

Создатели этой технологии убеждают общественность, что 70 процентов емкости такого аккумулятора можно будет зарядить энергией всего за 2 минуты. Правда, речь идет о батареях не для электромобилей, а для мобильных устройств – смартфонов, планшетных компьютеров, ноутбуков.

Сами ученые заявляют, что не придумали ничего принципиально нового. Они лишь немного модернизировали уже существующие технологии – заменили графитовый элемент анода в аккумуляторах на новый гелиевый материал на основе оксида титана.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Новые аккумуляторы для мобильных гаджетов: 70 процентов зарядки за 2 минуты

При этом новые аккумуляторы имеют срок службы в 10 тысяч зарядок, что было и близко недоступно при использовании обычных литиево-ионных батарей.

Аккумулятор от StoreDot заряжается за 30 секунд

Специалисты из израильской компании StoreDot представили новую технологию аккумуляторов для мобильных устройств, которая в будущем может перевернуть рынок с ног на голову. Они продемонстрировали, как обычная батарея в смартфоне полностью заряжается всего за тридцать секунд.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Аккумулятор от StoreDot заряжается за 30 секунд

Сотрудники StoreDot рассказывают, что при помощи технологии «нанодотов» они превратили аккумулятор в «губку», которая сама стремится как можно быстрее впитать в себя энергию. Единственной проблемой, на данный момент, является относительно большие размеры подобных энергетических элементов. Но в StoreDot обещают в краткие сроки решить этот недостаток.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Аккумулятор от StoreDot заряжается за 30 секунд

Серийное производство сверхбыстрых аккумуляторов запланировано на 2016 год. Компания StoreDot уже получила инвестиции на 48 миллионов для завершения работы над технологией и развертывание своих промышленных мощностей.

Современные аккумуляторы для электромобилей

Аккумулятор от StoreDot заряжается за 30 секунд

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми :

Современные аккумуляторы для электромобилей Российские ученые близки к созданию нового типа аккумулятора, где электродными материалами служат магний и графен.

Ученые считают, что их разработка поможет вывести массово на дороги электромобиль, а также облегчить использование солнечной и ветряной энергии.

Новые аккумуляторы станут шагом вперед по сравнению с современными литий-ионными аккумуляторами. По словам участников проекта, мощность новых батарей станет на порядок выше, а стоимость - в разы меньше.

Ученые предлагают для аккумулятора магниевый анод и катод из гипероксидированного графена - одного передовых наноматериалов, созданных ими в этом году.

«Магний на мировом рынке в 24 раза дешевле лития, - подчеркнул научный руководитель проекта, профессор Владимир Гольдберг . - И плюс к тому, магниевый анод лишен ряда недостатков, присущих литию. Литий токсичен, это щелочной металл, который реагирует с парами воды прямо в воздухе. Утилизация литиевых аккумуляторов очень тяжелая Наконец, у магниевого аккумулятора в два раза больше возможности по накоплению энергии на единицу объема».

Правда, применение магния и графена сопряжено с рядом сложностей. Так, подборкой подходящего электролита, «заливки для аккумулятора», его создатели заняты до сих пор. Тем не менее, они рассчитывают через год-полтора начать разговор с крупными компаниями о совместных разработках и производстве. Источник: RUSENERGY

Публикации по теме:

Современные аккумуляторы для электромобилей

Аккумулятор для электромобиля

Ни для кого не секрет, что проблемой современного электротранспорта являются несовершенные аккумуляторы для электромобилей. Их ресурс, емкость, время зарядки, и, наконец, стоимость до последнего времени оставляли желать лучшего. Кроме того, у применяемых батарей, как правило, существует определенный температурный диапазон, который ограничивает применение электромобилей в более холодных условиях.

Однако самый дальний пробег без подзарядки на загородной трассе со средней скоростью около 90 км/ч, видимо, открывает путь к новому этапу в развитии электромобилей.

Малоизвестная компания заявляет, что её продукт решает перечисленные проблемы, в результате чего — высокая удельная ёмкость, прекрасная мощность, высокий КПД и недорогая стоимость. Потрясли мир две немецкие фирмы — энергетическая Lekker Energie и аккумуляторная DBM Energy. Они создали электромобиль Lekker Mobil на базе снятого с производства Audi A2.

В октябре 2011 года этот электромобиль из Мюнхена в Берлин (605 километров) доехал менее чем за семь часов. В настоящее время – это рекорд. Причем ни пространство салона, ни багажник не уменьшились в объеме. Главное достижение разработчиков – принципиально новый аккумулятор для электромобиля. Аккумуляторы для электромобилей от DBM Energy относятся к литиево-металл-полимерным батареям (LMP). Этот вид батарей появился ещё в 1990-е годы, но в то время преодолеть имеющиеся проблемы не удалось. Батарея нормально работала только при высокой температуре, имела ограниченное количество циклов перезаряда, требовала повышенных мер безопасности.

Современные аккумуляторы для электромобилей Образованная в 2009 году DBM Energy, преодолела все эти проблемы. И сейчас, LMP могут применяться в самых различных сферах, начиная от ккм. и заканчивая электрическими транспортными средствами. Последнее, конечно, наиболее важно. Разработанную технологию LMP немцы назвали Kolibri AlphaPolymer. Авторы новинки уверяют, что батарея исключительно надежна в плане безопасности, в том числе и при ударах, при этом разработанный аккумулятор для электромобиля полностью работоспособен в интервале температур от -40 до +100 по Цельсию. Известно также, что в LMP используется существенно меньше лития, чем в традиционных литиево-ионных аккумуляторах, что в батарее нет дорогостоящего кобальта, а ячейки Kolibri ощутимо легче и мощнее современных литиевых батарей, обладая КПД в 97%. И, наконец, если есть мощная розетка с требуемым напряжением и током аккумуляторы Kolibri AlphaPolymer можно зарядить за шесть минут! Себестоимость же LMP вдвое меньше, чем у существующих литиево-ионных батарей. Вывод очень оптимистичен!

Комментариев пока нет!

Вас может заинтересовать

время работы ноутбука от сетиНужно ли вынимать аккумулятор с ноутбука, если он работает от сети?Продолжительность жизни такого устройства, далее.

как подключить web камеру к компьютеруКак подключить и настроить веб-камеру Веб-камерой называют маленькую цифровую камеру, которая способна фиксировать изображение/видео и далее.

Не секрет, что освоение Луны и создание на ней обитаемой базы является одним из приоритетных направлений Российской космонавтики. Однако для реализации далее.

Источники:
www.forbes.ru, www.novate.ru, www.battery-industry.ru, informatik-m.ru


21 сентебря 2017 года

Комментариев пока нет!
Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения

Популярное:

  • Не работает детский электромобиль причины (94)
  • Мотор колесо для самоката своими руками (69)
  • Электромобили детские схемы электрические (65)
  • Дешевый электромобиль в россии (57)
  • Электродвигатель для электромобиля как его сделать (48)
  • Налог на электромобиль в россии (42)

  • Надавно добавленные материалы:

    Bmw x5 детский электромобиль

    Лицензионный детский электромобиль M 2762 (MP4) EBR-1 BMW X5, белый - оборудован встроенным планшетом, также есть разъёмы для подключения внешних устройств, что делает

    Читать далее

    Детский электромобиль bmw z4

    Доставка в Мариуполь из другого городаДетский электромобиль BMW Z4 белый, Rastar (?81800/1) В этой детской версии элитного автомобиля все, как

    Читать далее

    Bmw x6 jj258 электромобиль

    Детский электромобиль JJ 258 R-1 джип BMW X6 белый - дизайн этого превосходного детского электромобиля сделан в стиле джипа компании

    Читать далее

    Детские электромобили bmw x6

    Детский электромобиль M 0569 BMW X6 кабриолет на радиоуправлении Детский электромобиль M 0569 BMW X6 кабриолет предназначен для детей от 2-до 8

    Читать далее

    Детский электромобиль bmw х6

    Также у нас вы можете приобрести запасной редуктор для электромобиля BMW x6 JJ 258 - редуктор

    Читать далее

    Детский аккумуляторный электромобиль bmw

    Каталог детских электромобилей BMW находится по адресу – http://hybroid.ru/kidselectriccars/bmwДетские электромобили с аккумуляторной батареей вряд ли можно назвать детской игрушкой. Это скорее

    Читать далее

    Детский электромобиль джип bmw

    Детский электромобиль JJ 258 R-4 джип BMW X6 синий - детский электромобиль имеет обтекаемый корпус с изящными изгибами, яркие

    Читать далее