Site Loader

Содержание

какими могут быть аккумуляторы будущего / Mail.ru Group corporate blog / Habr

В последние годы мы часто слышали, что вот-вот — и человечество получит аккумуляторы, которые будут способны питать наши гаджеты неделями, а то и месяцами, при этом очень компактные и быстрозаряжаемые. Но воз и ныне там. Почему до сих пор не появились более эффективные аккумуляторы и какие существуют разработки в мире, читайте под катом.

Сегодня ряд стартапов близки к созданию безопасных компактных аккумуляторов со стоимостью хранения энергии около 100 долларов за кВт⋅ч. Это позволило бы решить проблему электропитания в режиме 24/7 и во многих случаях перейти на возобновляемые источники энергии, а заодно снизило бы вес и стоимость электромобилей.

Но все эти разработки крайне медленно приближаются к коммерческому уровню, что не позволяет ускорить переход с ископаемых на возобновляемые источники. Даже Илон Маск, который любит смелые обещания, был вынужден признать, что его автомобильное подразделение постепенно улучшает литий-ионные аккумуляторы, а не создаёт прорывные технологии.

Многие разработчики верят, что будущие аккумуляторы станут иметь совсем другую форму, строение и химический состав по сравнению с литий-ионными, которые в последнее десятилетие вытеснили иные технологии со многих рынков.

Основатель компании SolidEnergy Systems Кичао Ху (Qichao Hu), в течение десяти лет разрабатывавший литий-металлический аккумулятор (анод металлический, а не графитовый, как в традиционных литий-ионных), утверждает, что главная проблема при создании новых технологий хранения энергии заключается в том, что при улучшении какого-то одного параметра ухудшаются остальные. К тому же сегодня существует столько разработок, авторы которых громко утверждают о своём превосходстве, что стартапам очень трудно убедить потенциальных инвесторов и привлечь достаточно средств для продолжения исследований.

Согласно отчёту Lux Research, за последние 8—9 лет компания вложила в исследование хранения энергии около 4 млрд долларов, из которых стартапам, создающим «технологии нового поколения», в среднем досталось по 40 млн долларов. При этом Tesla вложила около 5 млрд долларов в Gigafactory, занимающуюся производством литий-ионных аккумуляторов. Такой разрыв очень трудно преодолеть.

По словам Герда Седера (Gerd Ceder), профессора в области материаловедения Калифорнийского университета в Беркли, создание маленькой производственной линии и решение всех производственных проблем для налаживания выпуска аккумуляторов обходится примерно в 500 млн долларов. Автопроизводители могут годами тестировать новые аккумуляторные технологии, прежде чем решить, приобретать ли создавшие их стартапы. Даже если новая технология выходит на рынок, нужно преодолеть опасный период наращивания объёмов и поиска клиентов. К примеру, компании Leyden Energy и A123 Systems потерпели неудачу, несмотря на перспективность их продуктов, поскольку финансовые потребности оказались выше расчётных, а спрос не оправдал ожиданий. Ещё два стартапа, Seeo и Sakti3, не успели выйти на массовые объёмы производства и значительный уровень дохода и были куплены за гораздо меньшие суммы, чем ожидали первичные инвесторы.

В то же время три основных мировых производителя аккумуляторов — Samsung, LG и Panasonic — не слишком заинтересованы в появлении инноваций и радикальных переменах, они предпочитают незначительно улучшать свою продукцию. Так что все стартапы, предлагающие «прорывные технологии», сталкиваются с основной проблемой, о которой они предпочитают не упоминать: литий-ионные аккумуляторы, разработанные в конце 1970-х, продолжают совершенствоваться.

Но всё же — какие технологии могут прийти на смену вездесущим литий-ионным аккумуляторам?

Литий-воздушные «дышащие» аккумуляторы


В литий-воздушных аккумуляторах в качестве окислителя используется кислород. Потенциально они могут быть в разы дешевле и легче литий-ионных аккумуляторов, а их ёмкость способна оказаться гораздо больше при сравнимых размерах. Главные проблемы технологии: значительная потеря энергии за счёт теплового рассеивания при зарядке (до 30 %) и относительно быстрая деградация ёмкости. Но есть надежда, что в течение 5—10 лет эти проблемы удастся решить. Например, в прошлом году была представлена новая разновидность литий-воздушной технологии — аккумулятор с нанолитическим катодом.

Зарядное устройство Bioo



Это устройство в виде специального горшка для растений, использующего энергию фотосинтеза для зарядки мобильных гаджетов. Причём оно уже доступно в продаже. Устройство может обеспечивать две-три сессии зарядки в день с напряжением 3,5 В и силой тока 0,5 А. Органические материалы в горшке взаимодействуют с водой и продуктами реакции фотосинтеза, в результате получается достаточно энергии для зарядки смартфонов и планшетов.

Представьте себе целые рощи, в которых каждое дерево высажено над таким устройством, только более крупным и мощным. Это позволит снабжать «бесплатной» энергией окружающие дома и будет веской причиной для защиты лесов от вырубки.

Аккумуляторы с золотыми нанопроводниками



В Калифорнийском университете в Ирвайне разработали нанопроводниковые аккумуляторы, которые могут выдерживать более 200 тыс. циклов зарядки в течение трёх месяцев без каких-либо признаков деградации ёмкости. Это позволит многократно увеличить жизненный цикл систем питания в критически важных системах и потребительской электронике.

Нанопроводники в тысячи раз тоньше человеческого волоса обещают светлое будущее. В своей разработке учёные применили золотые провода в оболочке из диоксида марганца, которые помещены в гелеобразный электролит. Это предотвращает разрушение нанопроводников при каждом цикле зарядки.

Магниевые аккумуляторы



В Toyota работают над использованием магния в аккумуляторах. Это позволит создавать маленькие, плотно упакованные модули, которым не нужны защитные корпуса. В долгосрочной перспективе такие аккумуляторы могут быть дешевле и компактнее литий-ионных. Правда, случится это ещё не скоро. Если случится.

Твердотельные аккумуляторы


В обычных литий-ионных аккумуляторах в качестве среды для переноса заряженных частиц между электродами используется жидкий легковоспламеняющийся электролит, постепенно приводящий к деградации аккумулятора.

Этого недостатка лишены твердотельные литий-ионные аккумуляторы, которые сегодня считаются одними из самых перспективных. В частности, разработчики Toyota опубликовали научную работу, в которой описали свои эксперименты с сульфидными сверхионными проводниками. Если у них всё получится, то будут созданы аккумуляторы на уровне суперконденсаторов — они станут полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут. Идеальный вариант для электромобилей. А благодаря твердотельной структуре такие аккумуляторы будут гораздо стабильнее и безопаснее современных литий-ионных. Расширится и их рабочий температурный диапазон — от –30 до +100 градусов по Цельсию.

Учёные из Массачусетского технологического института в содружестве с Samsung также разработали твердотельные аккумуляторы, превосходящие по своим характеристикам современные литий-ионные. Они безопаснее, энергоёмкость выше на 20—30 %, да к тому же выдерживают сотни тысяч циклов перезарядки. Да ещё и не пожароопасны.

Топливные ячейки


Совершенствование топливных ячеек может привести к тому, что смартфоны мы будем заряжать раз в неделю, а дроны станут летать дольше часа. Учёные из Пхоханского университета науки и технологии (Южная Корея) создали ячейку, в которой объединили пористые элементы из нержавеющей стали с тонкоплёночным электролитом и электродами с минимальной теплоёмкостью. Конструкция оказалась надёжнее литий-ионных аккумуляторов и работает дольше них. Не исключено, что разработка будет внедрена в коммерческие продукты, в первую очередь в смартфоны Samsung.

Графеновые автомобильные аккумуляторы



Многие специалисты считают, что будущее — за графеновыми аккумуляторами. В компании Graphenano разработали аккумулятор Grabat, который может обеспечить запас хода электромобиля до 800 км. Разработчики утверждают, что аккумулятор заряжается всего за несколько минут — скорость зарядки/разрядки в 33 раза выше, чем у литий-ионных. Быстрая разрядка особенно важна для обеспечения высокой динамики разгона электромобилей.

Ёмкость 2,3-вольтового Grabat огромна: около 1000 Вт⋅ч/кг. Для сравнения, у лучших образцов литий-ионных аккумуляторов — на уровне 180 Вт⋅ч/кг.

Микросуперконденсаторы, изготовленные с помощью лазера


Учёные из Университета Райса добились прогресса в разработке микросуперконденсаторов. Один из главных недостатков технологии — дороговизна изготовления, но применение лазера может привести к существенному удешевлению. Электроды для конденсаторов вырезаются лазером из пластикового листа, что многократно снижает трудоёмкость производства. Такие аккумуляторы могут заряжаться в 50 раз быстрее литий-ионных, а разряжаются медленнее используемых сегодня суперконденсаторов. К тому же они надёжны, в ходе экспериментов продолжали работать даже после 10 тыс. сгибаний.

Натрий-ионные аккумуляторы


Группа французских исследователей и компаний RS2E разработала натрий-ионные аккумуляторы для ноутбуков, в которых используется обычная соль. Принцип работы и процесс изготовления держатся в секрете. Ёмкость 6,5-сантиметрового аккумулятора — 90 Вт⋅ч/кг, что сравнимо с массовыми литий-ионными, но он выдерживает пока не более 2 тыс. циклов зарядки.

Пенные аккумуляторы



Другая тенденция в разработке технологий хранения энергии — создание трёхмерных структур. В частности, компания Prieto создала аккумулятор на основе субстрата пенометалла (меди). Здесь нет легковоспламеняющегося электролита, у такого аккумулятора большой ресурс, он быстрее заряжается, его плотность в пять раз выше, а также он дешевле и меньше современных аккумуляторов. В Prieto надеются сначала внедрить свою разработку в носимую электронику, но утверждают, что технологию можно будет распространить шире: использовать и в смартфонах, и даже в автомобилях.

Быстрозаряжаемый «наножелток» повышенной ёмкости


Ещё одна разработка Массачусетского технологического института — наночастицы для аккумуляторов: полая оболочка из диоксида титана, внутри которой (как желток в яйце) находится наполнитель из алюминиевой пудры, серной кислоты и оксисульфата титана. Размеры наполнителя могут меняться независимо от оболочки. Применение таких частиц позволило в три раза увеличить ёмкость современных аккумуляторов, а длительность полной зарядки снизилась до шести минут. Также снизилась скорость деградации аккумулятора. Вишенка на торте — дешевизна производства и простота масштабирования.

Алюминий-ионный аккумулятор сверхбыстрой зарядки



В Стэнфорде разработали алюминий-ионный аккумулятор, который полностью заряжается примерно за одну минуту. При этом сам аккумулятор обладает некоторой гибкостью. Главная проблема — удельная ёмкость примерно вдвое ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов. Хотя, учитывая скорость зарядки, это не так критично.

Alfa battery — две недели на воде


Если компании Fuji Pigment удастся довести до ума свой алюминий-воздушный аккумулятор Alfa battery, то нас ждёт появление носителей энергии, ёмкость которых в 40 раз больше ёмкости литий-ионных. Более того, аккумулятор перезаряжается доливкой воды, простой или подсоленной. Как утверждают разработчики, на одном заряде Alfa сможет работать до двух недель. Возможно, сначала такие аккумуляторы появятся на электромобилях. Представьте себе автозаправку, на которую вы заезжаете за водой.

Аккумуляторы, которые можно сгибать, как бумагу


Компания Jenax создала гибкий аккумулятор J.Flex, похожий на плотную бумагу. Его даже можно складывать. К тому же он не боится воды и потому очень удобен для использования в одежде. Или представьте себе наручные часы с аккумулятором в виде ремешка. Эта технология позволит и уменьшить размер самих гаджетов, и увеличить носимый объём энергии. Другой сценарий — создание гибких складных смартфонов и планшетов. Нужен экран побольше? Просто разверните сложенный вдвое гаджет.

Как утверждают разработчики, тестовый образец выдерживает 200 тыс. складываний без потери ёмкости.

Эластичные аккумуляторы


Над созданием гибких носителей энергии работают во многих компаниях. А команда учёных из Университета штата Аризона пошла дальше и с помощью особой механической конструкции создала аккумулятор в виде эластичной ленты. Не исключено, что идея будет развита и позволит встраивать аккумуляторы в одежду.

Мочевой аккумулятор



В 2013 году Фонд Билла Гейтса вложился в продолжение исследований Bristol Robotic Laboratory по созданию аккумуляторов, работающих на моче. Весь цимес в использовании «микробных топливных ячеек»: в них содержатся микроорганизмы, расщепляющие мочу и вырабатывающие электричество. Кто знает, возможно, скоро поход в туалет будет не только потребностью, но и в буквальном смысле полезным занятием.

Ryden — углеродные аккумуляторы с быстрой зарядкой


В 2014 году компания Power Japan Plus сообщила о планах по выпуску аккумуляторов, в основе которых лежат углеродные материалы. Их можно было производить на том же оборудовании, что и литий-ионные. Углеродные аккумуляторы должны работать дольше и заряжаться в 20 раз быстрее литий-ионных. Был заявлен ресурс в 3 тыс. циклов зарядки.

Органический аккумулятор, почти даром


В Гарварде была создана технология органических аккумуляторов, стоимость производства которых составляла бы 27 долларов за кВт⋅ч. Это на 96 % дешевле аккумуляторов на основе металлов (порядка 700 долларов за кВт⋅ч). В изобретении применяются молекулы хинонов, практически идентичные тем, что содержатся в ревене. По эффективности органические аккумуляторы не уступают традиционным и могут без проблем масштабироваться до огромных размеров.

Просто добавь песка


Эта технология представляет собой модернизацию литий-ионных аккумуляторов. В Калифорнийском университете в Риверсайде вместо графитовых анодов использовали обожжённую смесь очищенного и измельчённого песка (читай — кварца) с солью и магнием. Это позволило повысить производительность обычных литий-ионных аккумуляторов и примерно втрое увеличить их срок службы.

Быстрозаряжаемые и долгоживущие


В Наньянском технологическом университете (Сингапур) разработали свою модификацию литий-ионного аккумулятора, который заряжается на 70 % за две минуты и служит в 10 раз дольше обычных литий-ионных. В нём анод изготовлен не из графита, а из гелеобразного вещества на основе диоксида титана — дешёвого и широко распространённого сырья.

Аккумуляторы с нанопорами


В Мэрилендском университете в Колледж-Парке создали нанопористую структуру, каждая ячейка которой работает как крохотный аккумулятор. Такой массив заряжается 12 минут, по ёмкости втрое превосходит литий-ионные аккумуляторы такого же размера и выдерживает около 1 тыс. циклов зарядки.

Генерирование электричества


Энергия кожи


Тут речь идёт не столько об аккумуляторах, сколько о способе получения энергии. Теоретически, используя энергию трения носимого устройства (часов, фитнес-трекера) о кожу, можно генерировать электричество. Если технологию удастся достаточно усовершенствовать, то в будущем в некоторых гаджетах аккумуляторы станут работать просто потому, что вы носите их на теле. Прототип такого наногенератора — золотая плёнка толщиной 50 нанометров, нанесённая на силиконовую подложку, содержащую тысячи крошечных ножек, которые увеличивают трение подложки о кожу. В результате возникает трибоэлектрический эффект.

uBeam — зарядка по воздуху


uBeam — любопытный концепт передачи энергии на мобильное устройство с помощью ультразвука. Зарядное устройство испускает ультразвуковые волны, которые улавливаются приёмником на гаджете и преобразуются в электричество. Судя по всему, в основе изобретения лежит пьезоэлектрический эффект: приёмник резонирует под действием ультразвука, и его колебания генерируют энергию.

Схожим путём пошли и учёные из Лондонского университета королевы Марии. Они создали прототип смартфона, который заряжается просто благодаря внешним шумам, в том числе от голосов людей.

StoreDot



Зарядное устройство StoreDot разработано стартапом, появившимся на базе Тель-Авивского университета. Лабораторный образец смог зарядить аккумулятор Samsung Galaxy 4 за 30 секунд. Сообщается, что устройство создано на базе органических полупроводников, изготовленных из пептидов. В конце 2017 года в продажу должен поступить карманный аккумулятор, способный заряжать смартфоны за пять минут.

Прозрачная солнечная панель



В Alcatel был разработан прототип прозрачной солнечной панели, которая помещается поверх экрана, так что телефон можно заряжать, просто положив на солнце. Конечно, концепт не идеален с точки зрения углов обзора и мощности зарядки. Но идея красивая.

Год спустя, в 2014-м, компания Tag Heuer анонсировала новую версию своего телефона для понтов Tag Heuer Meridiist Infinite, у которого между внешним стеклом и самим дисплеем должна была быть проложена прозрачная солнечная панель. Правда, непонятно, дошло ли дело до производства.

Новая дешёвая «углерод-углеродная» батарея заряжается в 20 раз быстрее, чем литий-ионные аккумуляторы

Японская компания Power Japan Plus объявила о начале массового производства углеродных батарей нового поколения с невероятно быстрым циклом зарядки – они  заряжаются в 20 раз быстрее, чем литий-ионные аккумуляторы.

Новый аккумулятор дешёв в производстве, безопасен в эксплуатации, и экологически чист как в производстве, так и в утилизации; идеально подходит для использования в электромобилях, значительно сокращая время зарядки по сравнению с другими аккумуляторами различных типов.

Исследователи описывают новую батарею как «углерод-углеродную», поскольку оба её электрода выполнены из углерода.

По данным компании, их технология позволяет зарядить аккумулятор с ёмкостью 24 квт/час на Nissan Leaf всего за 12 минут вместо четырех часов. Сравнительный анализ показывает, что аккумулятор для Tesla Model S ёмкостью в 85 квт/час будет заряжен за 42 минуты.

Power Japan Plus также утверждает, что их батарея имеет плотность энергии, сравнимую с современными литий-ионными аккумуляторами, при меньших производственных затратах. Используемый в аккумуляторах газ широко доступен в природе, он является единственным расходным ингредиентом. Сами батареи могут устанавливаться в стандартные ячейки (вроде тех, что используются в ноутбуках и электромобилях), поэтому не требуется значительных изменений в существующих производственных линиях.

Другими крайне ценными характеристиками аккумулятора являются большое количество циклов зарядки — 3000 (у литий-ионных батарей около 1000 циклов), нечувствительность к короткому замыканию и к повреждениям аккумулятора.

Кроме того, при работе батарея не нагревается, поэтому она не требует никаких систем охлаждения, которые обязательны для текущих версий электромобилей. Термическая стабильность и делает аккумулятор более безопасным, поскольку устраняет риск теплового разогрева, способного привести к взрыву. При этом новая батарея дольше, чем другие модели, выдаёт напряжение более четырех вольт.

Power Japan Plus планирует производить батарею с использованием органического углеродного комплекса, получаемого из природного хлопка — его использование даёт больший контроль над размером углеродных кристаллов в электродах.


Японцы предложили альтернативу Li-Ion-аккумуляторам

В настоящее время самыми популярными аккумуляторами для мобильных устройств остаются литий-ионные. При всех своих преимуществах они имеют много недостатков, таких как уменьшение ёмкости со временем (старение), проявление так называемого эффекта памяти при неправильной эксплуатации, риск воспламенения при нарушении производственного процесса или условий использования. Большая цена, которая особенно чувствуется при необходимости создания ёмкой батареи для электромобиля, также относится к минусам. И хотя многие исследователи неоднократно предпринимали попытки улучшения этих аккумуляторов, всё же назрела необходимость создания принципиально новой технологии. На днях в Сети быстро распространилась информация о молодом стартапе Power Japan Plus, который занимается разработкой аккумуляторов нового типа.

gigaom.com

Батареи, предлагаемые японскими изобретателями, будут более ёмкими, безопасными и дешевыми по сравнению с традиционными литиево-ионными аккумуляторами. Кроме того, процесс их зарядки также будет ощутимо более коротким. Компания, которой исполнился всего год, использует углеродный материал для анода и катода и надеется запустить производство новинки уже в текущем году. Издание The Atlantic утверждает, что первая партия объёмом порядка 500-5000 батарей будет выпущена на пилотной линии в Окинаве уже летом.

gigaom.com

Традиционный литий-ионный аккумулятор наряду с карбоновым стержнем включает также окись лития. Между анодом и катодом  располагается электролит. В литиево-ионной батарее во время разряда ионы лития покидают углерод, также как и электроны. При этом окись металла получает дополнительные ионы и электроны. Во время зарядки к батарее прилагается более высокое напряжение, чем производимое аккумулятором, что заставляет ионы пройти в обратном направлении. Ионы лития мигрируют от катода к аноду. По сути электроны и ионы лития постоянно отделяются от карбонового стержня и возвращаются обратно.

Использование углерода одновременно для анода и катода делает новую батарею безопасной, так как позволяет избавиться от легко воспламеняемой окиси лития. Особенно таких воспламенений боятся производители электромобилей. Полностью углеродный аккумулятор деградирует намного медленнее литий-ионного, утверждают разработчики. Если традиционный аккумулятор имеет жизненный цикл два года, на протяжении которого он выдерживает около 500 циклов зарядки/разрядки, то изобретение Power Japan Plus поддерживает до трёх тысяч таких циклов. Благодаря особенностям химических реакций в такой батарее, длительность её зарядки можно сократить в 20 раз. Отказ от окиси лития ведёт также к удешевлению батареи. С точки зрения экологии, полностью углеродный аккумулятор также предпочтительнее литий-ионного и намного легче утилизируется.

powerjapanplus.com

На самом деле идея полностью углеродного аккумулятора не нова и разрабатывается японцами с 70-х годов прошлого столетия. Около 6-7 лет тому назад ученые Университета Куйсю (Kyushu University) начали работу над нанотехнологией и совершенствованием углеродного материала, что позволило повысить ёмкость таких батарей. Power Japan Plus, по сути, занимается коммерциализацией достижений упомянутого выше университета, хотя и работает над дальнейшим улучшением свойств углеродного материала (свою разработку она называет Carbon Complex). Интересно, что разработку катода доверили уважаемому эксперту в этой области Канаме Такее (Kaname Takeya), который является создателем катодов для Toyota Prius и Tesla Model S.

powerjapanplus.com

На сегодняшний день стартап включает всего восемь человек. Одной из главных задач является поиск источников финансирования для налаживания массового производства. Многие стартапы, предлагавшие новые аккумуляторные технологии, испытывали значительные трудности в поисках инвесторов, из-за чего их деятельность затухала. Дело в том, что для масштабирования производства батарей требуется много времени и огромные вложения. Но Power Japan Plus утверждает, что её батареи могут выпускаться на уже существующем оборудовании, поэтому ей требуется меньше денежных средств для старта. Первые модели будут нацелены на медицинское оборудование и спутниковую отрасль, где ключевым требованием является безопасность. Позже Power Japan Plus планирует охватить рынок аккумуляторов для электромобилей. И только после успеха в этих отраслях мы можем надеяться на появление полностью углеродных батарей в наших любимых гаджетах. Так что ждать ещё осталось долго.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Новые свинцово-кислотные электрохимические системы

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям
Опубликовано 22.03.2016 21:44
Автор: Abramova Olesya


Большинство электрохимических систем имеют относительно приемлемое время зарядки, на уровне 1 часа или около того. Аккумулированная в них энергия может быть потрачена за такое же время, из этого следует, что время заряда и разряда может быть примерно одинаковым. Но со свинцово-кислотным аккумулятором все немного сложнее — его можно разрядить за очень короткое время, а для заряда может потребоваться более 14 часов. Также ему периодически необходимо обслуживание для предупреждения сульфатации пластин и других деградирующих процессов.

Причиной такой длительной зарядки свинцово-кислотного аккумулятора являются его электрохимические свойства, а именно процесс формирования и растворения сульфата свинца на отрицательном электроде, состоящем из чистого свинца. При разряде на поверхности электрода образовывается сульфат свинца, а при зарядке он снова разлаживается на исходные компоненты. Процесс разложения происходит медленно, и если попытаться “ускорить” его увеличением зарядного тока, это вызовет появление избыточных электронов, которым будет некуда деваться, это, в свою очередь, приведет к разложению воды и возникновению газов. Со временем сульфат свинца может формировать кристаллы на электроде, что еще более снижает скорость зарядки.

На положительном электроде также формируется сульфат свинца, но на нем поддерживается высокая скорость заряда, в отличие от отрицательного. Новые свинцово-кислотные системы как раз и пытаются решить проблему отрицательного электрода, например, добавление углерода в его состав показывает многообещающие результаты.

Ученым уже на протяжении многих лет известно, что именно процесс накопления сульфатов является слабым местом классического свинцово-кислотного аккумулятора. Этот процесс из-за недостаточной шероховатости отрицательной пластины препятствует быстрой зарядке и приводит к деградации батареи. И для решения этих проблем была разработана технология добавления углерода в состав отрицательного электрода (катода). По сути это превращает батарею в квази-асимметричный суперконденсатор с улучшенными зарядными и разрядными характеристиками.

На рисунке 1 показано совмещение свинцовой отрицательной пластины из ячейки классического свинцово-кислотного аккумулятора с углеродным электродом для приобретения полезных свойств суперконденсатора.

Новые свинцово-кислотные аккумуляторы

Рисунок 1: Развитие классического свинцово-кислотного аккумулятора в продвинутый свинцово-углеродный. В состав отрицательного электрода добавляется углерод для придания батарее свойств суперконденсатора.

Продвинутые свинцово-углеродные аккумуляторы испытываются как замена классических стартерных для систем “старт-стоп” и в качестве составляющего элемента 48-вольтовой системы электропитания гибридного автотранспорта. Решающим преимуществом перед стандартной свинцово-кислотной батареей является возможность быстрой зарядки без повреждений. Хотя свинцово-углеродные аккумуляторы больше и тяжелее литий-ионных, они дешевле, могут эксплуатироваться при минусовых температурах и не нуждаются в принудительном охлаждении. В отличие от обычных свинцово-кислотных аккумуляторов, они могут работать в циклическом режиме с разрядами от 30 до 70% без риска сульфатации. Но есть и недостаток, схожий с особенностями суперконденсаторов — быстрое падение напряжения при разряде.

2. Разработки кампании Firefly Energy

В своих свинцово-кислотных аккумуляторах кампания Firefly Energy использует новый композитный материал, благодаря которому, по их утверждению, аккумулятор получается более легким, дольше служит и эффективнее использует активное вещество. Этот аккумулятор также является одним из немногих свинцово-кислотных, способных работать в течение длительного времени в случае частичного заряда. Отрицательная пластина такого аккумулятора состоит из вспененного углерода, покрытого пленкой из свинца, что позволяет ему показывать производительность на уровне никель-металл-гидридного аккумулятора, но при гораздо меньших производственных затратах. Firefly Energy была дочерней компанией корпорации Caterpillar, но в 2010 обанкротилась. Позже она была возрождена группой инвесторов под названием Firefly International Energy и сейчас производит линейку аккумуляторов под брендом Oasis для рынка США.

3. Биполярный аккумулятор Atrarveda

Подобно аккумулятору от Firefly Energy, технология кампании Atrarveda также основана на свинцово-кислотной электрохимической системе. В данной технологии используется запатентованный материал под названием Ebonex®, состоящий из керамики и оксидов титана. Токопроводящая пластина между ячейками аккумулятора состоит из частиц Ebonex®, помещенных в полимерную матрицу, с контактами из свинцового сплава по краям. С удельной энергоемкостью 50-60 Вт/кг эти аккумуляторы сравнимы с никель-кадмиевыми и хорошо подходят для высоковольтных приложений. Основанная в Великобритании, кампания Atrarveda имеет представительство и в США.

4. Axion Power

Компания Axion Power разработала электрическую батарею e3 Supercell, которая является гибридом аккумулятора и суперконденсатора. Положительный электрод в ней изготовлен из стандартного диоксида свинца, а отрицательный — из активированного углерода. Аккумуляторы компании Axion Power в сравнении со стандартными свинцово-кислотными предлагают более быстрое время зарядки и увеличенный срок службы при циклических глубоких разрядах, и, благодаря этому, находят применение в качестве источников питания для системы “старт-стоп” в гибридных автомобилях. Сочетание свинца и углерода на аноде позволило уменьшить общий вес батареи на 30%. Однако это сочетание также уменьшило удельную энергоемкость с 30-50 до 15-25 Вт/кг. Также недостатком является резкое снижение напряжения при разряде, но это известная проблема суперконденсаторов.

5. Ультрабатарея CSIRO

Аккумулятор, разработанный Австралийским Государственным Объединением Научных и Прикладных Исследований (CSIRO), сочетает в себе асимметричный суперконденсатор и свинцово-кислотную электрохимию, перенимая все вышеперечисленные плюсы этого свинцово-углеродного взаимодействия. Свойства конденсатора повышают эффективность зарядки и увеличивают срок службы батареи, выступая в качестве буфера во время заряда и разряда. Утверждается, что это продлевает срок службы аккумулятора в четыре раза по сравнению с классическим свинцово-кислотным, одновременно повышая мощность на 50%. Производитель также утверждает, что переход на эти батареи в гибридном автотранспорте обеспечит до 70% экономии в сравнении с нынешними. Как доказательство этого CSIRO аккумулятор участвовал в испытаниях на гибридном автомобиле Honda Insight HEV, где его результаты были оценены положительно. Главным преимуществом данного аккумулятора в противостоянии с классическими свинцово-кислотными является именно его способность к быстрой зарядке. CSIRO аккумулятор производится не только в Австралии, но и также в Японии по лицензии кампанией Furukawa.

6. EEStor

Компанией EEStor разрабатывается таинственный гибрид аккумулятора и суперкондесатора, который вызвал большой интерес в СМИ. Эта батарея использует керамический порошок титаната бария и утверждается, что ее удельная энергоемкость достигает 280 Вт*ч/кг, что превышает показатель литий-ионного аккумулятора. Информации об этой батарее довольно мало — производитель лишь ограниченно информирует о процессе разработки. Но даже эти немногочисленные заявления удивляют — ведь речь идет о крайне малом весе батарее, примерно на уровней одной десятой веса никель-металл-гидридного аккумулятора, используемого в гибридном транспорте; о стойкости к глубоким циклическим разрядам; о времени зарядки за 3-6 минут; об отсутствии в составе вредных материалов; о более низких производственных затратах в сравнении с классическим свинцово-кислотным аккумулятором; и о саморазряде всего лишь в 0,02% в месяц. Но исследования, проведенные в 2013 году, выявили слабое место этой батареи — высокое внутреннее сопротивление, так что разработка и совершенствование этого, без сомнения, перспективного источника электроэнергии продолжается.

7. Усовершенствованный затопленный аккумулятор (Enhanced Flooded Battery — EFB)

Автопроизводители в курсе о дополнительной нагрузке на об

Японская компания разработала новый углеродный аккумулятор — Stevsky.ru

Power Japan_Plus_pjp-battery-leadНовый аккумулятор разработала компания Power Japan Plus 

Специалисты компании Power Japan Plus представили свою новую разработку — аккумулятор, имеющий в основе углеродные волокна. Он будет значительно дешевле, безопаснее и долговечнее существующих литий-ионных батарей. Так же, новый аккумулятор очень быстро заряжается. Все подробности новой технологии пока решили не раскрывать. Сама новинка будет называться Ryden. В данный момент строится экспериментальная производственная линия. Ну а стартовую партию такой продукции планируют выпустить на свет уже к концу года. Ну а теперь обо всем подробнее.

Супер аккумулятор — батарейка Ryden

Power Japan Plus — японская компания разработчик рассказала про успешную разработку и испытания новой батарейки, под названием Ryden, которую в будущем планируют производить для масс.

 

 

 

Power Japan_Plus-0857Эта аккумуляторная угольная батарейка имеет выдающиеся качества, заряжаясь в двадцать раз быстрей, чем обычный литий-ионный её собрат. Так же, это новшество будет очень недорого и просто в производстве. Такие батарейки будут безопасны для окружающей среды. Их можно будет использовать для вашего электромобиля, где скорость зарядки является критичным параметром.

В мире электромобилей такая разработка особенно актуальна. Этот вид транспорта еще в совсем недавнем прошлом был символом исключительного дизайна, плохой эффективности и весьма небольшой дистанции езды при полностью заряженных аккумуляторах. Сегодня электрокары совершенствуются большими темпами, в развитых странах появляются специальные заправки и сервисные центры для них. Тем не менее, главной их проблемой сегодня, все же, остаются аккумуляторы, не дающие совершить «решающий победный рывок».

Новый углеродный аккумулятор описание

Углерод является главным и единственным активным материалом, применяемым в новых батарейках. Батарея от компании Power Japan Plus, разрабатываемая вместе с сотрудниками Университета Кюсю (Kyushu University) должна помочь совершить рывок. Изобретатели позиционируют данную батарейку как «двухугольную», потому, что в ней оба электрода сделаны из углерода. Ученые утверждают, что дизайн новшества позволил иметь высокую энергоемкость и исключительную скорость заряда вместе с безопасностью и экономичностью эксплуатации.
Разработка аккумуляторных элементов нового типа производится вместе с Университетом Кюсю.
Компания, разработавшая новые аккумуляторы, утверждает, что их технология позволяет зарядить такой электрокар, как Nissan Leaf (аккумуляторная батарея, имеющая емкость 24 кВт*ч) всего лишь за 12 минут, в отличии от многих часов (примерно 8 часов) зарядки сегодняшних Li-Ion аккумуляторов. Так же и для 85 кВт*ч батарей топовых моделей Tesla Model S количество времени, требуемого на заряд уменьшится до 42 минут.

Power Japan_Plus-i_b27d21f7Новый углеродный аккумулятор производство

Представители компании Power Japan заявили, что энергоемкость новых элементов питания можно сравнить с энергоёмкостью литий-ионных аккумуляторов, которые используются сейчас во всем мире. Цена экземпляра новых батарей не будет отличаться от цены обычных литий-ионных батарей. Все это потому, что углерод является единственным активным ингредиентом батарейки, который достаточно широко распространен в природе и не может стоить дорого.
В производстве элементов для новых батарей не придется прибегать к крупномасштабным изменениям в линиях производства. Также, сам формат элементов производства будет на сто процентов совмещаем с форматом современных аккумуляторных батарей, которые применяют в электрокарах и ноутбуках. Естественно, приспособить технологию и для питания мобильных гаджетов тоже не составит большого труда.

Новый углеродный аккумулятор из сырья органического происхождения

Новейшие двухугольные аккумуляторные батареи смогут выдерживать примерно 3 тыс. циклов разряда/заряда, когда простые литий-ионные братья могут Power Japan_Plus-000выдерживать в три раза меньше циклов. Так же новое изобретение можно будет разряжать до самого нуля и, при этом, никакого вреда элементам это может принести. Такие аккумуляторы не будут греться во время штатного заряда и разряда, из-за этого в электрокарах не будет надобности в специальной системе охлаждения. Такая термическая стабильность придает батарейкам большую безопасность, ведь все мы слышали о взрывающихся ноутбуках и мобильниках.
Налаживать более-менее массовую выпуску первых партий таких аккумуляторов компания PJ планирует в конце этого года. Первое время батареи будут применять, внедряя в специализированные приборы из разных областей, например, на спутниках, в медицинских устройствах и т.д. Позже представители компании Power Japan планируют лицензировать эту технологию и другим производителям, которые, в свою очередь, смогут заниматься выпуском элементов для электротранспорта.

Японская компания разработала новый углеродный аккумулятор видео


< Предыдущая   Следующая >

Новые материалы по этой тематике:

Старые материалы по этой тематике:


Графеновый аккумулятор. Прорыв в создании устройств хранения энергии

Графеновые аккумуляторы окажут громадное влияние на все сферы повседневной жизни. Для примера, удельная емкость литий-ионного аккумулятора применяемого в настоящее время, составляет 200 Вт/ч на 1 кг веса. Графеновый аккумулятор такого же веса имеет удельную емкость 1000 Вт/ч. Очевидно, что графеновая аккумуляторная батарея установленная, например, в Tesla Model S способна увеличить пробег электромобиля с 334 км до 1013 км на одной подзарядке. Кроме всего прочего такие батареи можно зарядить менее чем за 10 минут. Конечно, чтобы достичь такой скорости заряда необходима мощная зарядная станция, но это уже не такая большая проблема.

 

Графеновый аккумулятор такого же веса как литий-ионный (при 200 Вт/ч на 1 кг веса) имеет удельную емкость 1000 Вт/ч. Такая батарея установленная, например, в Tesla Model S способна увеличить пробег электромобиля с 334 км до 1013 км на одной подзарядке

 

Еще в декабре 2018 года индийская компания Log 9 Materials объявила, что работает над металлическими воздушно-воздушными батареями на основе графена, что в теории может даже привести к появлению электрических транспортных средств, работающих на воде. Металлические воздушные батареи используют металл в качестве анода, воздух (кислород) в качестве катода и воду в качестве электролита. В воздушном катоде батарей используется стержень графена. Поскольку кислород должен использоваться в качестве катода, катодный материал должен быть пористым, чтобы воздух мог проходить, свойство, в котором графен превосходит другие. Согласно Log 9 Materials, графен, используемый в электроде, способен увеличить эффективность батареи в пять раз при стоимости в одну треть.

 

 

 

Новые разработки графеновых аккумуляторов

 

Многие разработчики верят, что будущие аккумуляторы станут иметь совсем другую форму, строение и химический состав по сравнению с литий-ионными, которые в последнее десятилетие вытеснили иные технологии со многих рынков. Они считают, что будущее за графеновыми аккумуляторами.

 

Сравнительно недавно Graphenano, компания из Испании, продемонстрировала прототип графен-полимерного аккумулятора обладающего уникальной способностью – требуемое время его заряда в 3 раза меньше, чем для обыденных литий-ионных аккумуляторов. Конечно же успехи этой компании подхлестнули громадный интерес различных производителей, которые стали тотчас предвкушать все выгоды применения таких аккумуляторов.

Эра графеновых аккумуляторов способна кардинальным образом изменить все мировое автомобилестроение.

В компании Graphenano разработали аккумулятор Grabat, который может обеспечить запас хода электромобиля до 800 км.  Ёмкость 2,3-вольтового Grabat огромна: около 1000 Вт⋅ч/кг. Для сравнения, у лучших образцов литий-ионных аккумуляторов — на уровне 180 Вт⋅ч/кг. Разработчики утверждают, что аккумулятор заряжается всего за несколько минут — скорость зарядки/разрядки в 33 раза выше, чем у литий-ионных. Быстрая разрядка особенно важна для обеспечения высокой динамики разгона электромобилей. Графеновые батареи менее громоздкие, чем их литий-ионные аналоги: масса графенового аккумулятора вдвое меньше массы литий-ионного. И что не маловажно, такие батареи не могут взорваться.

 

В конце 2015 года Graphenano открыли завод площадью более 7000 квадратных метров по производству графен-полимерных аккумуляторов в испанском городе Екла, благодаря объединению усилий с группой химиков из Национального университета Кордовы и компанией Grabat Energy. Было создано специальное оборудование для обеспечения 20 сборочных линий на 80 миллионов ячеек. Эти аккумуляторы не будут производить газ и не будут пожароопасными, заявляют в Graphenano, даже короткое замыкание им не будет страшно. Полимер был сертифицирован при сотрудничестве с институтами Декра (Испания) и TUV (Германия).

 

 

 

Графен представляет собой слой атомов углерода толщиной в один атом, расположенный в гексагональной решетке (в виде шестиугольников). Это строительный блок углерода, но графен сам по себе является замечательным веществом, обладающим множеством удивительных свойств, которые постоянно дают ему название «чудо-материал».

Графен — это слой атомов углерода толщиной в один атом, расположенный в гексагональной решетке.

 

 

Как улучшить характеристики существующих аккумуляторов

 

В области аккумуляторов обычные материалы для аккумуляторных электродов (и перспективные) значительно улучшаются при добавлении графена. Графеновая батарея может быть легкой, долговечной и подходящей для накопления энергии большой емкости, а также для сокращения времени зарядки. Это продлит срок службы батареи, что связано с количеством углерода, который нанесен на материал или добавлен к электродам для достижения проводимости, а графен добавляет проводимости, не требуя количества углерода, которое используется в обычных батареях.

 

Графен может улучшить такие свойства батареи, как плотность энергии и форму, различными способами. Так литий-ионные аккумуляторы (и другие типы аккумуляторных батарей) могут быть улучшены путем введения графена в анод аккумулятора и использования проводимости материала и характеристик большой площади поверхности для достижения морфологической оптимизации и производительности.

 

Также было обнаружено, что создание гибридных материалов также может быть полезным для улучшения качества батареи. Например, гибрид катализа оксида ванадия (VO2) и графена может быть использован на литий-ионных катодах и обеспечивает быструю зарядку и разрядку, а также большую стойкость цикла зарядки. В этом случае VO2 обладает высокой энергоемкостью, но плохой электрической проводимостью, что можно решить, используя графен в качестве своего рода структурной «основы», на которой можно присоединить VO2- создавая гибридный материал, который обладает как повышенной емкостью, так и превосходной проводимостью.

 

Исследователи ищут новые типы активного электродного материала, чтобы вывести батареи на новый уровень высокой производительности и долговечности и сделать их более подходящими для больших устройств. Наноструктурированные материалы ионно-литиевых батарей могут обеспечить хорошее решение. По последним данным исследователи из Венского университета и международные ученые разработали новый наноструктурированный анодный материал для ионно-литиевых батарей, который увеличивает емкость и срок службы батарей.

 

2D/3D нанокомпозит на основе смешанного оксида металла и графена, разработанный двумя учеными и их командами, как утверждается, серьезно улучшает электрохимические характеристики литий-ионных аккумуляторов. Основанный на смешанном мезопористом оксиде металла в сочетании с графеном, этот материал может обеспечить новый подход к более эффективному использованию батарей в больших устройствах, таких как электрические или гибридные транспортные средства. Новый электродный материал обеспечил значительно улучшенную удельную емкость с беспрецедентной обратимой циклической стабильностью в течение 3000 обратимых циклов зарядки и разрядки даже при очень высоких режимах тока до 1280 миллиампер. Для сравнения, современные литий-ионные аккумуляторы теряют свою эффективность после примерно 1000 циклов зарядки.

 

Устройство графенового аккумулятора. Расщепленный кристалл стремится снова стать объемным. Ученым удается сдерживать двухмерную структуру и заставить работать в виде гальванического элемента. Стабильность зависит от подобранной электронной пары. Устройством аккумулятор напоминает литий-ионные, но вместо графитового слоя внедрен графеновый. Российские исследователи заменили анод оксидом магния. Композиция дешевле, меньше нагревается аккумулятор и уменьшается опасность возгорания.

 

 

Финансовые проблемы реализации научных достижений

 

Проблема создания новых аккумуляторных батарей еще и в том, что сейчас исследованиями в области элементов питания занимается слишком много компаний. Проектов просто огромное количество — от «пенных» и жидких батарей до аккумуляторов с экзотическими соединениями в составе электролита. И явного лидера среди всех этих компаний нет. Особого энтузиазма такая ситуация не вызывает и среди инвесторов, которые не слишком охотно выделяют деньги на новые проекты.

 

А денег требуется много. «Для того, чтобы создать небольшую промышленную линию по производству аккумуляторов, создаваемых по новым технологиям, требуется около $500 млн. И даже, если бы перспективный аккумулятор был создан, перевести научную работу в сферу коммерции не так просто. Разработчики мобильных устройств или производители электромобилей будут тестировать новые батареи годами, прежде, чем принять решение. Инвестиции за это время не окупятся, а компания-разработчик будет убыточной. Ученые утверждают, что наладить промышленную линию стоимостью в $500 млн. сложно, особенно, если бюджет на год составляет $5 млн.

 

И даже в том случае, когда новая технология попадет на рынок, производителю аккумуляторов нового типа придется пережить нелегкий период адаптации и поиска покупателей. Но пока что до этого этапа никто не доходил. Так, компании Leyden Energy и A123 Systems, разработавшие новые, вполне перспективные технологии, так и не вышли на рынок. Им просто не хватило для этого денег. Еще два перспективных «энергетических» стартапа, Seeo и Sakti3, были куплены другими компаниями. Причем суммы этих двух сделок были гораздо ниже того, на что рассчитывали первые инвесторы компаний.

Крупнейшие производители электроники, Samsung, LG и Panasonic, заинтересованы больше в совершенствовании текущих своих продуктов и увеличении числа их функций, чем в получении батарей нового типа. Поэтому пока что продолжается процесс оптимизации Li-Ion батарей, созданных еще в 70-х годах прошлого века. Остается надеяться, что у графеновых аккумуляторов все же получится разорвать порочный круг.

 

Графен обеспечил значительно улучшенную удельную емкость с беспрецедентной обратимой циклической стабильностью в течение 3000 обратимых циклов зарядки и разрядки даже при очень высоких режимах тока до 1280 миллиампер.

 

 

Что дальше?

 

Сегодня на исследования графена выделено несколько миллиардов долларов, и по прогнозам ученых, этот материал сможет заменить собою кремний в полупроводниковой промышленности. Графен несомненно перевернет мир технологий, в том числе и созданием новых аккумуляторных батарей в ближайшие годы, не в последнюю очередь еще и потому, что он недорог в производстве, и очень распространен в природе. Каждая из стран имеет его в изобилии.

 

Аккумуляторы на основе графена быстро становятся сопоставимыми по эффективности с традиционными твердотельными аккумуляторами. Они все время продвигаются, и скоро они превзойдут своих твердотельных предшественников. Дополнительные преимущества, связанные с присутствием графена в электродах, могут быть полезны, даже если эффективность не так высока. Для батарей, которые обладают аналогичной эффективностью, графеновые батареи являются идеальным выбором, они начали набирать обороты на коммерческом рынке. Ожидается, что мировой рынок графеновых аккумуляторов к 2022 году достигнет 115 миллионов долларов, увеличившись в среднем на 38,4% в течение прогнозируемого периода с рынком с доходом около 38% ».

 

Шведские исследователи из Chalmers смешивают графен и серу для новых литиево-серных батареи, теоретическая плотность энергии которых примерно в пять раз выше, чем у литий-ионных. Новая идея исследователей — пористый губчатый аэрогель, изготовленный из восстановленного оксида графена, который действует как автономный электрод в элементе батареи и позволяет лучше и более эффективно использовать серу.

 

 

Удивительные свойства графена

 

Графен является самым тонким материалом, известным человеку, толщиной в один атом, а также невероятно прочным — примерно в 200 раз прочнее стали. Кроме того, графен является отличным проводником тепла и электричества и обладает интересными способностями поглощения света. В целом графен характеризуется как материал с наивысшей подвижностью электронов среди всех известных материалов. Графеновый слой можно представить, как одну молекулу в которой электроны без преград передвигаются между ее границами – таким образом графеновый проводник способен проводить электричество практически без потерь.

Графен  – легкий, он весит всего 0,77 миллиграмма на квадратный метр. Поскольку это один 2D-лист, он имеет самую высокую площадь поверхности из всех материалов.

Листы графена являются гибкими, и фактически графен является наиболее растяжимым кристаллом — вы можете растянуть его до 20% от его первоначального размера, не разбивая его. Наконец, идеальный графен также очень непроницаем, и даже атомы гелия не могут пройти через него.

Он также считается экологически чистым и устойчивым, с неограниченными возможностями для многочисленных применений. Это действительно материал, который может изменить мир с неограниченным потенциалом для интеграции практически в любую отрасль.

Когда листы графена предоставлены сами себе, они будут складываться и образовывать графит, который является наиболее стабильной трехмерной формой углерода при нормальных условиях.

Графеновый слой можно представить, как одну молекулу в которой электроны без преград передвигаются между ее границами. 

 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

Новые аккумуляторы заряжаются в 20 раз быстрее литий-ионных

Компания Power Japan Plus совместно с Университетом Кюсю создала перезаряжаемый гальванический элемент, оба электрода которого состоят из органических соединений. По уверениям разработчиков, аккумуляторы нового типа способны заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Скоростная перезарядка батарей поможет сделать электромобили популярнее. Например, Nissan Leaf сможет восстановить полный заряд всего за двенадцать минут (вместо четырех часов), а более мощный Tesla Model S – за сорок две минуты.

С аккумуляторами Ryden электромобили получат больший запас хода (изображение: powerjapanplus.com).

Из-за преобладания углерода в составе обоих электродов новинка получила название «двойная углеродная батарея» Ryden. Основным сырьём для их производства служит хлопок. Плотность энергии на единицу массы у новых источников питания сравнима с литий-ионными аккумуляторами, а стабильность параметров и расчётный срок эксплуатации гораздо выше.

Рабочее напряжение этих аккумуляторов чуть больше четырёх вольт. Значит, для питания мощных потребителей необходимо объединять в батарею меньшее количество таких элементов.

Разряжать их можно полностью без риска необратимой потери ёмкости, что повышает время автономной работы и упрощает обслуживание. Элементы Ryden слабо нагреваются в процессе работы, поэтому имеют низкую опасность возгорания и не требуют громоздких систем активного охлаждения. Кроме того, «двойные углеродные» батареи выдерживают три тысячи циклов перезарядки против тысячи у большинства литий-ионных.

Циклы заряда/разряда в литий-ионных и “двойных углеродных” аккумуляторах (изображение: e700.cn).

Особо отмечается, что выпуск аккумуляторов Ryden не требует значительных изменений в существующих производственных линиях. Их изготовление должно обходится дешевле, чем литий-ионных, поскольку для «двойных углеродных» батарей не требуются сложные системы безопасности.

«Лучшие из современных элементов питания сделали большой шаг вперед в отношении производительности, но достигнуто это было путём компромисса со стоимостью, надежностью и безопасностью, – поясняет технический директор Power Japan Plus Канамэ Такэя. – Двойные углеродные аккумуляторы Ryden уравновешивают этот баланс, демонстрируя превосходство параметров в каждой категории».

Отдельно отмечается, что утилизация отработанных элементов питания Ryden создаёт меньшую опасности загрязнения окружающей среды, так как все основные компоненты в них подвергаются биологическому разложению без образования токсичных веществ.

Профессор кафедры прикладной химии Университета Кюсю Тацумэ Исихара держит в руках прототип “двойного углеродного” аккумулятора типоразмера 18650 (фото: powerjapanplus.com).

Выпуск аккумуляторов Ryden типоразмера 18650 (используемых в том числе в ноутбуках) начнётся уже в этом году на базе собственного завода в Окинаве. Это позволит компании удовлетворить спрос на рынке надёжных элементов питания с высокой плотностью хранения энергии. Планируется, что первыми заказчиками станут также производители медицинских приборов и средств связи. Для мобильной техники и более мощных устройств (таких как электротранспорт) Power Japan пока не станет выпускать аккумуляторы самостоятельно. Вместо этого будет разработана бизнес-модель лицензирования по предоставлению соответствующих технологий сторонним производителям источников питания.

Детали устройства новых аккумуляторов пока не разглашаются. Подробные сведения о «двойных углеродных батареях» будут представлены сотрудниками Power Japan Plus в конце мая на ежегодной конференции по электротранспорту, которая пройдёт в Индианаполисе.

Реклама на Компьютерре

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *