Силовые аккумуляторы для электромобилей по-прежнему имеют потенциал: время зарядки сокращается, диапазоны увеличиваются, а срок службы увеличивается. Исследователи работают над будущим клеток и, следовательно, над всей мобильностью.

Успех электромобилей стоит и падает с технологией батареи. По сути, батарея работает так, что химическое вещество превращается в электрическую энергию. Процесс обратим: подаётся электрическая энергия, а химическое вещество возвращается в исходное состояние. «Вся прелесть в том, что он может быть очень энергичным, обратимым и высокоэффективным. В результате аккумуляторы также стали интересными для вождения автомобилей », - говорит профессор Мартин Винтер, руководитель исследовательского центра Meet Battery в Мюнстерском университете и директор Мюнстерского института Гельмгольца.

Что последует за литий-ионной технологией?

В настоящее время литий-ионная технология не имеет аналогов в приложениях для электромобилей. «Качество, производительность, долговечность и стоимость: ни одна другая аккумуляторная технология не отвечает этим факторам в равной степени», - говорит Андреас Доктер, руководитель отдела разработки аккумуляторов в Daimler AG. «Благодаря дальнейшему развитию литий-ионных технологий, расстояния около 500 километров уже стали доступны, и времени зарядки может быть значительно уменьшен в перспективе - благодаря технологии быстрой зарядки. "

Он видит размер батарей как одну из самых больших проблем, с которыми сталкиваются грядущие поколения автомобилей. Но и здесь, с точки зрения плотности энергии на объем, литий-ионная технология в настоящее время далеко впереди.

Не путайте осуществимость с пригодностью серии

На пути к тому, чтобы стать супер-батареей будущего, постоянно появляются новые важные вехи - один из них был недавно обнаружен исследовательской группой из Университета Техаса в окрестностях ученого Джона Гуденау, который считается одним из отцов литий-ионной технологии. Его подход: заменить жидкий электролит, который переносит ионы между положительным и отрицательным полюсом, на твердое, в данном случае стекло. Это сделало бы аккумулятор, который заменяет литий более распространенным натрием, более дешевым по цене, более долговечным, предлагало бы более высокую плотность энергии и безопасность - потому что потенциальная опасность пожара современных электронных автомобилей в основном связана с жидким электролитом.

Однако техническую осуществимость не следует путать с массовым производством. «От лаборатории до дороги уходят годы», - говорит профессор Винтер. Другие технологии, такие как магниевые батареи, обещают дополнительные преимущества, но, как и технологии «металл-воздух», фундаментальные исследования все еще продолжаются.

Надежда-носитель литий-металлическая технология

Чтобы продвинуть литий-ионную технологию, кремний в настоящее время экспериментируется как материал электрода. Полуметалл может значительно увеличить емкость накопителя энергии и, таким образом, может варьироваться в электромобиле. Недостатком является долговечность: с кремнием объем отрицательного электрода сильно возрастает, при загрузке и выгрузке он снова уменьшается. «Это приводит к долговременным повреждениям и трещинам в электроде», - говорит профессор Ульрих Шуберт, эксперт по батареям из Центра энергетики и химии окружающей среды Йены.

Также многообещающей является литий-металлическая технология, в которой вместо ионного лития используется металлический литий. Самым большим преимуществом является более высокая плотность энергии. Если технология сочетается с твердым электролитом, это также может снизить риск возникновения пожара. Однако, по словам профессора Шуберта, литий-серные батареи не будут готовы к массовому производству в условиях электрической мобильности до следующих 15–20 лет.

На пути к лучшей оценке жизненного цикла

Степень улучшения тяговых батарей сделает электромобили более экономичными благодаря оптимизированным практическим преимуществам. «Принятие клиента имеет решающее значение для прорыва и успеха электромобильности, - говорит сотрудник Daimler Доктер. В дополнение к затратам, экологический аспект также играет важную роль. «Во время производства аккумуляторов на киловатт-час выбрасывается от 150 до 200 кг углекислого газа», - говорит профессор Шуберт. В этом смысле, ехать в E-Car по сравнению с бензиновым двигателем только после примерно 70 000 - 90 000 километров в зеленой зоне - в зависимости от текущего состояния техники и мощности.

Его коллега Винтер по-прежнему убежден в будущем аккумуляторного автомобиля - ввиду растущей доли возобновляемого электричества, хороших возможностей переработки и так называемого «варианта второй жизни», то есть второго использования, например, в качестве подвальных аккумуляторных батарей для фотоэлектрических систем, и оптимизации самой аккумуляторной технологии: « Если мы сделаем это правильно, будущее явно говорит об экологическом превосходстве аккумуляторного привода ».

Похожие