Чудо-батарея, що подвоїть запас автономності електромобілів, готова до випробувань

Каліфорнійський стартап QuantumScape заявив, що вирішив всі проблеми батарей з твердотільними електролітами. Новий тип літій-металевого акумулятора завдяки унікальному сепаратору й аноду здатен перевершити літій-іонні акумулятори за всіма п’яти ключовими характеристиками. Принаймні такі гучні заяви висловлюють його розробники.

Творці нового акумулятора зазначають, що електрокар з такою батареєю на 80% можна буде зарядити за 15 хвилин, а запас ходу збільшиться майже вдвічі. Крім того, нова батарея відрізняється довшим терміном служби, нижчою ціною та вищим рівнем безпеки, повідомляє Technology Review.

Особливості розробки

Використання твердотільного електроліту замість звичайного рідкого дозволяє запасати в батареях істотно більше енергії по масі і об’єму. Однак створення акумулятора, здатного конкурувати з нинішніми літій-іонними батареями в електромобілях по швидкості зарядки і розрядки, терміну служби і безпеці виявилося непросто.

На початку року Джагдіп Сингх, виконавчий директор QuantumScape, розповів, що його компанія розробила проривну технологію, і нею вже зацікавилася Volkswagen, яка збирається оснащувати твердотільними акумуляторами свої автомобілі й вантажівки з 2025 року. VW інвестувала в стартап 300 мільйонів доларів і створила спільне підприємство з виробництва цих батарей.

Однак, досі мало що було відомо про технології QuantumScape, поки 8 грудня компанія не надала пресі результати лабораторних досліджень. Деякі деталі все ще залишаються в таємниці, зокрема, низка ключових матеріалів і процесів, але, за словами Сінгха, твердотільна батарея QuantumScape здатна збільшити продажі електромобілів, оскільки має переваги над конкурентами за запасом ходу, швидкістю зарядки, терміном служби, ціною і безпекою.

Характеристики батареї QuantumScape

Акумулятор здатен заряджатися до 80% за 15 хвилин і зберігає понад 80% своєї ємності після 800 з гаком циклів, що в середньому еквівалентно 386 000 км пробігу (приблизно 14-16 років звичайної експлуатації автомобіля).

Також батарея продемонструвала низький ступінь деградації навіть після агресивної зарядки і розрядки. Нарешті, компанія стверджує, що такий акумулятор здатний збільшити запас ходу електротранспорту більш ніж на 80% у порівнянні зі звичайними літій-іонними батареями. Тобто на прикладі не найбільшої за потужністю батареї Tesla пробіг збільшиться з 500 км до 900 км.

Переваги розробки стартапу

Одна з головних інновацій стартапу – розробка керамічного електроліту, який служить також роздільником. Товщиною всього кілька десятків мікрометрів, він знижує утворення дендритів, але залишається проникним для іонів літію. Сингх відмовився назвати матеріал, з якого зроблений цей сепаратор, заявивши, що це один з найбільших секретів компанії.

Іншим великим досягненням є те, що батарея проводиться без окремого анода. Коли вона заряджається, іони літію в катоді рухаються через сепаратор і формують ідеально плоский шар між ним і електричним контактом. Потім, в ході розрядки, майже всі іони повертаються до катода. Така конструкція знижує масу, обсяг і вартість батареї.

Застосування

Результати лабораторних тестів доведеться ще підтвердити у польових умовах, але Сінгх переконаний, що технологія готова до серійного виробництва і не вимагає ніякого додаткового прориву в хімії.