Электромобили будущего: в Калининграде рассказали о зарядке за 20 минут

Быстрая зарядка, долговечные аккумуляторы и комфортная температура в салоне — такими видят электромобили будущего ученые БФУ имени И. Канта. О том, какие разработки ведутся в университете для российского экологичного транспорта, рассказали специалисты.

Полная зарядка за 20 минут

Современные литий-ионные аккумуляторы во многом ограничены по скорости зарядки и сроку службы из-за свойств анода — ключевого компонента батареи. Обычно аноды изготавливают из углеродных материалов, таких как графит. Слоистая структура графита позволяет ионам лития проникать между углеродными слоями при зарядке и выходить обратно при разряде. Однако при быстрой зарядке ионы лития распределяются неравномерно, что приводит к разрушению структуры материала, нагреву и ускоренному износу аккумулятора, который затем требует полной замены.

Ученые БФУ имени И. Канта разработали новый способ получения углеродного анода nC. В лабораторных условиях элементы на его основе стабильно работают при зарядном токе 3C, позволяя полностью зарядить аккумулятор всего за 20 минут. Аккумуляторы с такими анодами выдерживают до 5000 циклов зарядки и разрядки без потери емкости даже на высокой скорости заряда. Ученые планируют увеличить этот показатель, но пока ограничивающим фактором становятся другие части аккумулятора, требующие дальнейшей доработки конструкции. Специалисты университета также работают над тем, чтобы новые материалы были совместимы с существующими промышленными стандартами.

В данный момент работают два реактора с производительностью около 10 граммов в час, но в будущем планируется выйти на экспериментальное производство до 300 тонн в год. Полный цикл включает синтез материала, его обработку и сборку экспериментальных аккумуляторов. Прототипы батарей собираются регулярно, а материал каждой партии тестируется для лабораторных исследований.

Надежная защита от холодов

Стабильную работу электротранспорта обеспечивает также и корпус аккумулятора, регулирующий температуру и поддерживающий оптимальные условия для функционирования всех частей батареи. Для современных литий-ионных аккумуляторов с жидким электролитом этот диапазон составляет от +20 до +40 °C. На холоде проводимость электролита падает, внутреннее сопротивление повышается. Зарядка при температурах ниже –5 °C приводит к осаждению металлического лития на аноде, что сокращает срок службы аккумулятора и может вызвать внутренние короткие замыкания. Поэтому производители ограничивают быструю зарядку при отрицательных температурах.

Для решения этой проблемы в БФУ разработали корпус аккумулятора с перфорированной конструкцией и встроенными нагревательными элементами. Такая конструкция позволяет организовать активный подогрев при холодном старте или пассивное воздушное охлаждение при необходимости. Испытания показали, что в условиях мороза аккумулятор с новым корпусом сохраняет до 85% емкости, по сравнению с 60% у стандартных корпусов. Прототипы аккумуляторов для электромобилей с этой конструкцией находятся в стадии разработки, а первые три варианта планируется испытать совместно с коммерческим партнером до конца года.

Комфорт и надёжность

Сегодня в БФУ имени И. Канта работает несколько научно-технологических групп, занятых разработкой новых материалов и инженерных решений для аккумуляторов, а также программным обеспечением для конечных изделий. Эти проекты уже встроены в производственные кооперации страны в сфере аккумуляторных технологий.

Калининградская область выбрана пилотным регионом для комплексного развития индустрии электротранспорта. Работа университета направлена на адаптацию электромобилей к российскому климату, что в первую очередь связано с совершенствованием аккумуляторов. Ставится задача научиться обеспечивать быстрое заряжание и длительный срок службы батарей даже при очень низких температурах. Кроме того, разрабатываются решения по улучшению комфорта, включая системы терморегуляции салона и системы управления электромобилями на отечественных платформах.

Электромобили будущего: в Калининграде рассказали о зарядке за 20 минут

Интервью

События

Экспертные мнения

Новости

Общество

Последние
новости

Выбор
редакции

Электромобили будущего: в Калининграде рассказали о зарядке за 20 минут

Интервью

События

Экспертные мнения

Новости

Общество

Последние новости

Выбор редакции

Техническое обновление сайта

Последние
новости

Выбор
редакции