Что ждет аккумуляторы

С каждым годом мир все больше и больше работает от аккумуляторов. В 2022 году доля электромобилей в мировых продажах автомобилей превысила 10%, а к концу этого десятилетия они должны достичь 30%.

Политика во всем мире только ускорит этот рост: недавно принятое в США законодательство по климату направляет миллиарды долларов на производство аккумуляторов и стимулирование покупки электромобилей. Европейский Союз и несколько штатов США запретили автомобили с бензиновым двигателем с 2035 года.

Для перехода потребуется много аккумуляторов, причем более качественных и дешевых аккумуляторов.

Сегодня большинство электромобилей питаются от литий-ионных аккумуляторов. Эта технология используется уже несколько десятков лет и также используется в ноутбуках и мобильных телефонах. Все эти годы разработки помогли снизить цены и улучшить производительность, поэтому сегодняшние электромобили приближаются по цене к автомобилям с бензиновым двигателем и могут проезжать сотни миль без подзарядки. Литий-ионные батареи также находят новые применения, в том числе для хранения электроэнергии в сети, которые могут помочь сбалансировать прерывистые возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия.

Но еще многое предстоит сделать. Университетские лаборатории и предприятия ищут способы улучшить технологию, увеличить емкость, сократить время зарядки и снизить затраты. Цель состоит в том, чтобы иметь еще более дешевые батареи, которые обеспечат дешевое хранение для сети и позволят электромобилям преодолевать большие расстояния без подзарядки.

В то же время опасения по поводу поставок основных материалов для аккумуляторов, таких как кобальт и литий, стимулируют поиск альтернатив стандартным литий-ионным химическим веществам.

В условиях растущего спроса на электромобили и возобновляемые источники энергии, а также бурного развития аккумуляторных батарей одно можно сказать наверняка: батареи будут играть ключевую роль в переходе на возобновляемые источники энергии. Вот чего ожидать в 2023 году.

В 2023 году могут развиться некоторые совершенно иные подходы к аккумуляторным батареям для электромобилей, хотя, скорее всего, потребуется больше времени, чтобы они оказали коммерческое влияние.

В этом году следует обратить внимание на так называемые твердотельные батареи. В литий-ионных батареях и связанных с ними химических веществах используется жидкий электролит, который заряжается в циклическом режиме; твердотельные батареи заменяют эту жидкость керамической или другими твердыми материалами.

Эта замена открывает новые возможности, которые позволяют разместить больше энергии в меньшем пространстве, что потенциально увеличивает запас хода электромобилей. Твердотельные батареи также могут перемещать заряд быстрее, что означает более короткое время зарядки. А поскольку некоторые растворители, используемые в электролитах, могут быть легковоспламеняющимися, сторонники твердотельных батарей говорят, что они повышают безопасность за счет снижения риска возгорания.

В твердотельных батареях может использоваться широкий спектр химических элементов, но в одном из основных кандидатов на коммерциализацию используется металлический литий. Quantumscape, со своей стороны, сосредоточен на этой технологии и привлекла сотни миллионов долларов, прежде чем стать публичной компанией в 2020 году. У компании есть сделка с Volkswagen, которая может поставить ее аккумуляторы в автомобили к 2025 году. /p>

Однако полностью заново изобрести аккумуляторы оказалось непросто, а литий-металлические аккумуляторы вызывают опасения по поводу износа с течением времени, а также проблем с производством. В конце декабря Quantumscape объявила, что доставила образцы автомобильным партнерам для тестирования, что является важным шагом на пути к внедрению твердотельных аккумуляторов в автомобили. Другие накопители с твердотельными батареями, такие как Solid Power, также работают над созданием и тестированием своих батарей. Но хотя в этом году они также могут достичь значительных успехов, в 2023 году их аккумуляторы не будут использоваться в транспортных средствах.

Твердотельные аккумуляторы — не единственная новая технология, за которой стоит следить. Натрий-ионные батареи также значительно отличаются от распространенных сегодня литий-ионных химических элементов. Эти аккумуляторы похожи по конструкции на литий-ионные аккумуляторы...