Новейшие аккумуляторы от австралийской компании GMG претендуют на революционный прорыв для электромобилей в 2024 году

31 мая 2021

Инновационные алюминий-ион-графеновые аккумуляторы способны побить по скорости зарядки даже суперконденсаторы и не нуждаются в охлаждении и обогреве

Австралийская компания Graphene Manufacturing Group (GMG) объявила о разработке новых алюминиево-ионных графеновых аккумуляторов. Разработчики утверждают, что их разработка превосходит существующие литий-ионные аккумуляторные элементы по многим параметрам и может быть запущена в производство в спецификации для электромобилей уже, начиная с 2024 году.

Кроме того, что новейшие аккумуляторы сверхбыстрые, они еще и сверхтонкие

Алюминиево-ионные графеновые элементы существенно дешевле (в перспективе – авт.) существующих литий-ионных, не используют редкоземельных металлов (от слова вообще! – авт.), не склонны к воспламенению, выдерживают высокие токи (до 7 кВт (!) на килограмм против 0,25-0,7 кВт/кг у литий-ионных элементов и всего в два разу уступают ультраконденсаторам с их 12–14 кВт/кг) и сохраняют эффективность в широком диапазоне рабочих температур. Испытания прототипов аккумуляторов в формате «таблеток» еще и показало, что они в три раза долговечнее литиевых конкурентов? Выдерживая по 2000 циклов заряда-разряда без видимого ухудшения характеристик.

Впрочем, удельная энергоемкость таких элементов составляет пока лишь 150–160 Вт•ч/кг, что составляет лишь 60% от уже достигнутой емкости лучших на сегодня образцов литий-ионных аккумуляторов. Впрочем, ультраскоростная зарядка позволяющая, например, зарядить смартфон всего за 1–5 минут, будучи масштабированной на электромобиль позволит (при соответствующем развитии зарядной инфраструктуры, конечно – авт.), практически ликвидировать зависимость запаса хода BEV непосредственно от емкости его АКБ (и отправить на свалку истории технологию замены разряженных аккумуляторов на заряженные – авт.).

Компания GMG планирует вывести на рынок алюминиево-ионные графеновые аккумуляторные батареи уже в конце нынешнего или в начале следующего года. Выпуск ячеек для комплектации батарей электромобилей запланирован на начало 2024 года.

В компании заявляют, что смогут адаптировать разработку под существующие форм-факторы и силовые параметры тяговых батарей электромобилей, так что их производителям даже не придется изменять конфигурацию уже разработанных BEV-платформ.

Аккумуляторы GMG созданы на основе передовой разработки Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Квинслендского университета (UQ). В элементах батарей используются нанотехнологии, позволяющие «вставлять» атомы алюминия внутрь атомарных отверстий в графеновых плоскостях (которые сами толщиной в один атом графита – авт.).

Группа создателей алюминиево-ионных графеновых аккумуляторов из GMG. Крейг Никол на фото слева

 Управляющий директор GMG Крейг Никол считает, что, хотя элементы его компании не единственные разрабатываемые алюминиево-ионные графеновые элементы, они, несомненно, являются самыми мощными, надежными и быстрозаряжающимися.
Так, элемент размером с монету заряжается быстрее 10 секунд. При этом новые аккумуляторные элементы обеспечивают гораздо большую удельную мощность, чем существующие литий-ионные аккумуляторы, не перегреваются и хорошо работают при отрицательных температурах.

В свою очередь это означает, что будущим аккумуляторным батареям электромобилей вообще не понадобятся контуры для охлаждения или обогрева, на которые в современных литий-ионных батареях, например, приходится около 80 кг для АКБ емкостью 100 кВт•ч.

Никол добавляет: «Это прямая замена (существующих литий-ионных батарей), которая заряжается быстро как суперконденсатор».

В результате, данный факт меняет само уравнение вычисления запаса хода электромобиля: если заменить литий-ионный аккумулятор емкостью 100 кВт·ч на АКБ того же веса от GMG, то такой аккумулятор сможет выдать только 60 кВт•ч. Но, если, исключить 80 кг ненужной системы охлаждения, то электромобиль с АКБ от GMG сможет взять дополнительными 80 кг аккумуляторов, что даст повышение общей емкости до 72,8 кВт·ч, а это в сочетании с кардинально более быстрой зарядкой, может в значительной степени положить конец беспокойству владельцев насчет запаса хода их машин.

На это есть такое соображение: суперчарджеры Tesla уже заряжают аккумуляторы током мощностью до 250 кВт, что соответствует передаче 60 кВт·ч электроэнергии примерно за 15 минут. Но, если вы хотите заряжаться в 10 раз быстрее, то вам нужно обеспечить возможность мгновенной передачи 2,5 МВт через зарядный кабель (из сверхпроводников его что ли делать? – авт.).

Графеновые технологии пока еще не вышли из лабораторий, но уже грозят перевернуть весь наш привычный мир

В GMG утверждают, что c началом промышленного производства новых элементов питания, они окажутся в несколько раз дешевле нынешних литий-ионных. Весь необходимый для выпуска алюминий можно добывать в Австралии и прочих странах, уйдя от монополии поставок лития из КНР, составляющих порядка 90%.

P.S. За 30 лет (т.е. начиная с 1991 года) себестоимость литий-ионных АКБ упала на 97%, что оказалось существенно быстрее, чем следовало из большинства прогнозов в 1990-х. Тем, не менее, претензии к литий-ионных электро-химическим системам существуют и даже множатся: это и резкий рост цен на сырье, и необходимость применения токсичных материалов (особенно кобальта, при добыче которого в Конго широко используется рабский детский труд!), и все еще высокая стоимость таких АКБ, к тому же требующих достаточно изощренных систем охлаждения при работе и разогрева (при низких температурах окружающей среды) на стоянках, а также несовершенные технологии утилизации и переработки старых батарей.

Новая австралийская разработка как бы претендует на решение всех этих задач разом, но… как правило, слишком хорошие изначальные характеристики не подтверждаются на более поздних этапах продвижения продукта. Кроме того, никуда не девается упомянутая выше проблема энергосетей, которым надо передавать мегаватты электроэнергии в считанные секунды – законы физики не обманешь… Ну и «уход от токсичных элементов» таков лишь на первый взгляд, просто вместо тяжелых металлов приходит нановолокно для которого пока что вообще не придумана технология переработки, а канцерогенный и общий загрязняющий экологию эффект от наночастиц уже подтверждается биологическими исследованиями. Ну и еще – просто умиление вызывает артикулирование австралийцами «избавления от лития из красного Китая» – так и слышится своего рода отзвук борьбы против «Северного потока – 2» на другой стороне земного шара, в смысле, не позволим всяким тоталитарным режимам держать за горло «свободный мир». Так, и хочется сказать: ну-ну…

В Крыму 4-6 июня пройдет пробег электромобилей по маршруту Ялта–Севастополь. Хотите участвовать? Регистрируйтесь!

Следите за новостями на портале www.rim3.ru

Загрузка