«Наши эксперты по аккумуляторам создают необходимую предпосылку для прорыва электромобильности», - говорит доктор. Майкл Болл, генеральный директор по исследованиям и разработкам в Robert Bosch GmbH. Уже к 2020 году аккумуляторы Bosch должны сохранять в два раза больше энергии и стоить значительно дешевле. Рыночные прогнозы, соответственно, следующие: Bosch ожидает, что около десяти процентов всех новых автомобилей в мире будут иметь электрифицированный привод через десять лет. Именно поэтому компания инвестирует 400 миллионов евро в год в мобильность.
Текущая проблема: тяжелый вес, низкая плотность энергии
Доктор объясняет, как необходимые успехи в технологии батарей должны быть успешными. Торстен Окс, руководитель отдела исследований аккумуляторных технологий, в новом исследовательском кампусе Bosch в Реннингене: «Для широкого признания электромобильности нам нужна полезная энергия 50 киловатт-часов для автомобиля среднего размера.» Если вы хотите сделать это с классическими свинцовыми батареями, хранение будет полным без него Проводка и кронштейн весом до 1,9 тонн. Вот сколько весят современные седаны среднего размера - с пассажирами и багажом. Обычная свинцово-кислотная батарея - как это сегодня можно найти практически в каждом автомобиле для питания стартера - накапливает энергию 0,5 киловатт-часа при весе 19 килограммов - так сравнительно мало.
Картинная галерея
Картинная галерея с 5 картинками
Цель: вес всего 190 кг и заряд за 15 минут
Современные литий-ионные аккумуляторы лучше. Они хранят более чем в три раза больше энергии на килограмм. В лучшем случае аккумулятор нынешнего электромобиля обеспечивает до 30 киловатт-часов при весе 230 килограмм. Чтобы достичь требуемых 50 киловатт-часов при такой плотности энергии, потребуется как минимум одна батарея на 380 килограмм. Вот почему Окс и его международные коллеги по Bosch работают над еще более мощными системами хранения энергии. Цель: разместить 50 киловатт-часов в 190 килограммах. Исследователи также хотят значительно сократить время зарядки автомобиля. «Наши новые батареи должны быть в состоянии зарядиться до 75 процентов менее чем за 15 минут», - говорит Окс. Охс и его коллеги убеждены, что цели могут быть достигнуты с помощью улучшенной технологии лития.«Есть еще много работы и улучшения в отношении лития», - говорит Окс. Его команда в Реннингене тесно сотрудничает с экспертами Bosch из Шанхая и Пало-Альто в Силиконовой долине. Кроме того, Bosch создала совместное предприятие с GS Yuasa и Mitsubishi Corporation для продвижения исследований ионно-литиевых батарей.
Больше места для электрической энергии - благодаря технологии запуска
Теоретически, решение звучит просто: «Чем больше ионов лития помещается в батарею, тем больше электронов и, следовательно, энергии может храниться в одном и том же пространстве», - говорит Окс. Тем не менее, практическая реализация является сложной задачей, потому что исследователи должны улучшить клетки в области атомов и молекул. Важным ключом к этому является уменьшение доли графита или обойтись без графита в аноде. Если бы вместо графита использовался металлический литий, в той же комнате могло бы храниться значительно больше энергии. Вместе со своими коллегами Охс уже разработал несколько подходов к тому, как можно удалить графит и какие материалы требуются. С покупкой американского стартапа Seeo Inc. Теперь у Bosch есть решающее ноу-хау во внедрении новых твердотельных батарей. У них есть еще одно решающее преимущество: им не нужны жидкие электролиты, которые содержатся в обычных литий-ионных батареях и могут привести к проблемам с безопасностью в неблагоприятных условиях.
Улучшенные литиевые батареи выиграют не только водители, но и все другие области применения литий-ионных батарей: смартфоны, ноутбуки, планшеты, бытовые приборы и инструменты на батарейках, а также многие другие продукты. (Ага)