Компания StoreDot использует кремниевые аноды в аккумуляторах для обеспечения сверхбыстрой зарядки электромобилей
Технология сверхбыстрой зарядки ускорит переход к электромобилям, сделав их более приемлемым вариантом для большей части населения.
Распространение электромобилей по всему миру требует развития инфраструктуры устройств для быстрой зарядки. Помимо удобства и эффективности, быстрая зарядка также сделает электромобили более практичными для поездок на дальние расстояния и повседневного использования. Если посмотреть только на Европу, то доля быстрых зарядных устройств увеличится примерно на 15% по сравнению с 2023 годом, что подготовит почву для более широкого внедрения электрокаров.
Во Франции соотношение количества розеток для сверхбыстрой зарядки с электромобилями значительно улучшилось, снизившись с 1 на 290 автомобилей в 2021 году до 1 на 77 автомобилей к концу прошлого года. Аналогичный прогресс наблюдается в Нидерландах, Норвегии и Германии, где это соотношение снизилось до 95-133 электромобилей на одну розетку сверхбыстрой зарядки. Но по мере того, как показатели во всем мире улучшается, борьба за сбалансированность инфраструктуры и спроса в конечном итоге сойдет на нет. Этот сдвиг ожидается по мере появления таких технологий, как сверхбыстрая зарядка, что в конечном итоге снизит общую потребность в зарядной инфраструктуре за счет значительного сокращения времени, необходимого для восстановления энергии в аккумуляторной батарее.
Технология сверхбыстрой зарядки заменяет графитовые аноды в аккумуляторах электромобилей
Технология сверхбыстрой зарядки, новая конфигурация аккумулятора электрокара, направлена на оптимизацию дальности действия и времени зарядки без ущерба для безопасности, производительности или долговечности аккумулятора. В ее основе лежат инновации в области химии аккумуляторных батарей, в первую очередь обусловленные разработкой анодов с преобладанием кремния по сравнению с традиционным использованием графитовых анодов, которые ограничивают скорость и эффективность перемещения ионов во время зарядки и разрядки. Анод из кремния синтезирован с использованием запатентованных низкомолекулярных органических соединений, образующих прочный и высокоэффективный активный материал. Этот уникальный синтез позволяет аноду выдерживать значительное увеличение объема кремния во время зарядки аккумулятора, что часто приводит к механическим нагрузкам, потере энергии и емкости в обычных батареях на основе кремния. В результате получается анод, который равномерно расширяется, что является более безопасным.
Новые аноды в аккумуляторах электромобилей могут выдерживать экстремальные условия быстрой зарядки без ущерба для долговременных характеристик или безопасности батареи. Молекулярный состав и интеграция наночастиц обеспечивают поток ионов с низким сопротивлением между электродами элемента, сводя к минимуму деградацию, которая обычно наблюдается при быстрых циклах зарядки. Этот технологический прогресс позволяет аккумуляторам достигать сверхбыстрой скорости зарядки, обеспечивая запас хода до 160 км всего за 5 минут, без каких-либо компромиссов, обычно связанных с высокоскоростной зарядкой.
Технология сверхбыстрой зарядки ускорит переход к электромобилям, сделав их более приемлемым вариантом для большей части населения.
Распространение электромобилей по всему миру требует развития инфраструктуры устройств для быстрой зарядки. Помимо удобства и эффективности, быстрая зарядка также сделает электромобили более практичными для поездок на дальние расстояния и повседневного использования. Если посмотреть только на Европу, то доля быстрых зарядных устройств увеличится примерно на 15% по сравнению с 2023 годом, что подготовит почву для более широкого внедрения электрокаров.
Во Франции соотношение количества розеток для сверхбыстрой зарядки с электромобилями значительно улучшилось, снизившись с 1 на 290 автомобилей в 2021 году до 1 на 77 автомобилей к концу прошлого года. Аналогичный прогресс наблюдается в Нидерландах, Норвегии и Германии, где это соотношение снизилось до 95-133 электромобилей на одну розетку сверхбыстрой зарядки. Но по мере того, как показатели во всем мире улучшается, борьба за сбалансированность инфраструктуры и спроса в конечном итоге сойдет на нет. Этот сдвиг ожидается по мере появления таких технологий, как сверхбыстрая зарядка, что в конечном итоге снизит общую потребность в зарядной инфраструктуре за счет значительного сокращения времени, необходимого для восстановления энергии в аккумуляторной батарее.
Технология сверхбыстрой зарядки заменяет графитовые аноды в аккумуляторах электромобилей
Технология сверхбыстрой зарядки, новая конфигурация аккумулятора электрокара, направлена на оптимизацию дальности действия и времени зарядки без ущерба для безопасности, производительности или долговечности аккумулятора. В ее основе лежат инновации в области химии аккумуляторных батарей, в первую очередь обусловленные разработкой анодов с преобладанием кремния по сравнению с традиционным использованием графитовых анодов, которые ограничивают скорость и эффективность перемещения ионов во время зарядки и разрядки. Анод из кремния синтезирован с использованием запатентованных низкомолекулярных органических соединений, образующих прочный и высокоэффективный активный материал. Этот уникальный синтез позволяет аноду выдерживать значительное увеличение объема кремния во время зарядки аккумулятора, что часто приводит к механическим нагрузкам, потере энергии и емкости в обычных батареях на основе кремния. В результате получается анод, который равномерно расширяется, что является более безопасным.
Новые аноды в аккумуляторах электромобилей могут выдерживать экстремальные условия быстрой зарядки без ущерба для долговременных характеристик или безопасности батареи. Молекулярный состав и интеграция наночастиц обеспечивают поток ионов с низким сопротивлением между электродами элемента, сводя к минимуму деградацию, которая обычно наблюдается при быстрых циклах зарядки. Этот технологический прогресс позволяет аккумуляторам достигать сверхбыстрой скорости зарядки, обеспечивая запас хода до 160 км всего за 5 минут, без каких-либо компромиссов, обычно связанных с высокоскоростной зарядкой.
Элемент аккумулятора быстрой зарядки емкостью 30 Ач с преобладанием кремния
Подобные аккумуляторы предназначены для удовлетворения высоких требований к энергопотреблению, связанных с быстрой зарядкой, без ущерба для безопасности, производительности и долговечности батареи. Запатентованная технология, разработанная компанией StoreDot, оптимизирует поток ионов между анодом и катодом с помощью гибридной электролитной системы. Эта система спроектирована таким образом, чтобы свести к минимуму внутреннее сопротивление в элементе питания, уменьшая выделение тепла в процессе быстрой зарядки. Низкое внутреннее сопротивление обеспечивает более высокую мощность, что обеспечивает быструю зарядку аккумулятора. Недавно компания StoreDot также продемонстрировала доказательство концепции своей технологии аккумуляторов на прототипе Polestar 5 EV. Менее чем за 10 минут с 10% до 80% был успешно заряжен аккумулятор емкостью 77 кВт*ч (который состоял из кремниевых элементов емкостью 300 Вт*ч/кг).
Кроме того, устройства питания от StoreDot имеют длительный срок службы, несмотря на сверхбыструю зарядку. «Вы можете 1000 раз зарядить наш аккумулятор от 0 до 100%, что продлевает срок службы электромобиля», - сказал Дорон Майерсдорф, основатель и генеральный директор компании StoreDot. «Мы разработали первую аккумуляторную батарею, которая практически не изнашивается из-за быстрой зарядки».
Это достигается благодаря тщательному синтезу органических и неорганических соединений, которые стабилизируют структуру батареи во время повторяющихся циклов зарядки. Гибридный твердый раствор, разработанный StoreDot, дополнительно способствует этой стабильности, обеспечивая постоянный поток ионов с низким сопротивлением, что необходимо для поддержания работоспособности батареи в течение долгого времени.
Использование инструментов 4-ой промышленной революции для обеспечения сверхбыстрой зарядки
Майерсдорф считает, что реализация технологий стала возможной благодаря использованию искусственного интеллекта и науки о данных при разработке правильного баланса материалов, используемых компанией. «Искусственный интеллект играет решающую роль в нашем процессе исследований и разработок», - отметил он. «Мы используем машинное обучение для прогнозирования поведения новых материалов и оптимизации конструкции наших аккумуляторов. Это ускоряет разработку и гарантирует, что мы всегда будем в авангарде аккумуляторных технологий».
Кроме того, StoreDot интегрирует искусственный интеллект в операционное программное обеспечение электромобилей, что позволяет осуществлять непрерывный мониторинг состояния и производительности аккумулятора. Анализ данных в режиме реального времени позволяет своевременно обновлять рабочие параметры аккумулятора, обеспечивая постоянную эффективность и долговечность на протяжении всего срока его службы.
Продемонстрировав технологию сверхбыстрой зарядки аккумуляторов «100 за 5», StoreDot стремится сократить время зарядки. Компания планирует к 2026 году обеспечить запас хода в 100 миль (примерно 160 км) на зарядке за 4 минуты, а к 2028 году – 100 миль на зарядке за 3 минуты.
Такие инновации, как аккумуляторы сверхбыстрой зарядки от StoreDot, представляют собой ключевой шаг, необходимый для широкого внедрения электромобилей.
«Сверхбыстрая зарядка станет популярной технологией, поскольку отвечает ожиданиям водителей в отношении сокращения времени зарядки и увеличения дальности езды, но это не ограничивается водителем – она принесет пользу всей инфраструктуре», - отметил Майерсдорф.
Преимущества технологий быстрой зарядки не ограничиваются удобством для водителя. Инновация ускорит переход к электромобилям, сделав их более приемлемым вариантом для большей части населения. Такое широкое внедрение внесет значительный вклад в сокращение выбросов парниковых газов и поможет достичь глобальных целей в области рационального природопользования.