В этом году в области электромобилей произошло много достижений, как в промышленности, так и в академических кругах, в направлении конструкционных аккумуляторов. Возможно, самым большим препятствием на пути к широкому распространению электромобилей является дальность хода. В настоящее время вы можете рассчитывать получить около 300 миль на одной зарядке в электромобиле высшего уровня, что, несомненно, хорошо - но не там, где мы хотим быть.
Одной из технологий, направленных на решение проблем с дальностью, является технология структурной батареи, которая значительно улучшилась в 2021 году.
Традиционно аккумулятор представляет собой автономный компонент, единственная функция которого - обеспечивать энергией остальную часть автомобиля. В этой схеме батареи представляют собой ловушку-22, поскольку вес транспортного средства значительно влияет на дальность действия аккумулятора, но сама аккумуляторная батарея вносит значительный вклад в вес транспортного средства.
Очень умный способ обойти это – идея структурной батареи – батареи, которая работает и как источник энергии, и как часть механической конструкции транспортного средства. Исследователи придумали этот метод как «безмассовую энергию», поскольку батарея служит структурой, в результате чего общий вес системы плюс батарея равняется весу всей конструкции в целом.
Первые важные новости в этой области появились в начале этого года, когда исследователи из Технологического университета Чалмерса объявили о новой батарее, которая «в 10 раз лучше», чем предыдущие попытки. Согласно их статье, исследователи объясняют, что их новая батарея работает с «отрицательным электродом из углеродного волокна и положительным электродом из алюминиевой фольги, покрытой фосфатом лития-железа, которые разделены стекловолоконной тканью в матрице электролита». Результатом является структурная батарея с плотностью энергии 24 Втч/кг, что примерно на 20% емкости Li-on, и жесткостью 25 ГПа, сравнимой с другими конструкционными материалами.
В настоящее время исследование финансируется Шведским национальным космическим агентством с четко определенными улучшениями. В частности, исследователи планируют заменить алюминиевую фольгу углеродным волокном и заменить стекловолоконный сепаратор на «ультратонкий вариант». Исследователи предсказывают, что с этими изменениями они смогут достичь плотности энергии 75 Втч / кг и жесткости 75 ГПа, что сопоставимо с алюминием. Помимо академических кругов, структурные батареи также стремятся к созданию более конкурентоспособных решений.
Компания Williams Advanced Engineering (WAE), дочерняя компания Формулы-1, недавно сделала заголовки о том, что конструкционные батареи уходят из академических кругов. На этой неделе они объявили, что будут сотрудничать с Italdesign, чтобы вместе запустить свою платформу электромобилей. В основе этого сотрудничества лежит запатентованная WAE технология структурных аккумуляторов, которая, как они утверждают, может обеспечить легкий вес автомобиля мирового класса и жесткость шасси.
Согласно WAE, их структурная батарея работает за счет того, что «передняя и задняя конструкции шасси крепятся к корпусу из углеродного композита. Ударные нагрузки могут передаваться через внутренние усилители на встроенные боковые пороги».
Такая конструкция обеспечивает более высокое профилированное поперечное сечение, что обеспечивает высокую жесткость на скручивание. Хотя более подробная техническая информация об аккумуляторе хранится в секрете, компания с оптимизмом смотрит на свое предложение.
© digitrode.ru