Что на самом деле нового происходит в мире аккумуляторов для потребительской электроники и электромобилей? Предлагаем взглянуть на 10 наиболее интересных фактов и новостей за прошедший год.
В большой пучине пустых обещаний и ничем не подкреплённых анонсов нам помог разобраться доктор наук Крис Хорн (Chris Horn) из Ирландии.
Забегая наперёд, к 2021-му году мы не получили ни одной революции аккумуляторных технологий. Короли рынка всё ещё литий-ионные аккумуляторы. Да, им уже 30 лет в обед, но достойной альтернативы все ещё не появилось. И на ближайшее будущее особых надежд никто не питает даже среди учёных.
Кто такой Крис Хорн и почему мы прислушались к его мнению?
Крис Хорн (Chris Horn) — крупный деятель научного плацдарма Ирландии, доктор наук, предприниматель, промышленник, управленец, председатель в именитых ВУЗах страны. Известен по таким компаниям, как IONA Technologies, IBEC, Sophia Search, Science Gallery. Имеет множество наград за научный вклад в Ирландии.
Крис Хорн о современной ситуации в мире аккумуляторов
«Мы все стали намного лучше осведомлены об улучшениях в технологии аккумуляторов. Просто потому что мы ищем новейшие ноутбуки, смартфоны и гаджеты.
Значительную часть их размера и веса составляет аккумулятор. А ведь всем нам нужны устройства полегче и покомпактнее.
Время, доступное между подзарядками, также влияет на наши решения о покупке. Но многократная подзарядка сокращает срок службы батареи. И всё чаще производители не предусматривают возможность замены батареи».
В 2021-м году Крис Хорн высказался об эволюционной характеристике современных аккумуляторов. Мы хотели бы запечатлеть его высказывания в контексте ключевых событий 2020-го, так как они однозначно заслуживают нашего с вами внимания.
Что нового у аккумуляторов электроники: 10 интересных фактов
Многие из вас наверняка сразу же снимут с уст слово «электромобили», но это лишь распиаренная инвесторами тема. Касаемо аккумуляторных технологий мы предпочитаем научный подход. Давайте посмотрим, что получилось в итоге.
1. Системы хранения энергии
Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, уже давно не фантазия утопистов. Даже в нашей стране ветряки существовали ещё при СССР, крупнейшие солнечные электростанции вы найдёте вдоль южных границ на Алтае, в Оренбурге, Ставрополе, Крыму и так далее.
В таких системах возникает необходимость балансировать нагрузку (например, из-за капризов погоды).
По всему миру все последние годы активно развиваются проекты и строятся комплексы по сохранению энергии в аккумуляторах. В России в том числе — вот вам пример, а вот другой. Гигантские накопительные батареи обеспечивают ёмкости на сотни мегаватт-час и подстраиваются к городским или промышленным энергосистемам — и это настоящий тренд 2021.
2. Климатические условия для аккумуляторов
Если раньше для электротранспорта (Electric Vehicle, EV) более всего важно было обеспечить как можно большее расстояние пробега на одном заряде в принципе, то за прошлый год учёные озаботились этой характеристикой в экстремальных условиях эксплуатации. Например, зимой в России или Канаде. Либо в супер-жарких климатических регионах.
Тяговые аккумуляторные батареи в электротранспорте «не любят» отклонения от температурной нормы (ниже -20°C и выше +50°C для Li-Ion). Дальность хода снижается, срок службы сокращается.
Нужны климатические адаптации — подогреватели, охладители и так далее. За прошедший 2020-й год в отрасли возникли масштабные проекты и стартапы в этой области. Финансируют это сами автопроизводители. Опытное применение на практике мы увидим в течение 2021-го года в электромобилях, гироскутерах, электроскейтах, велосипедах и самокатах на аккумуляторах и так далее.
Chevy Bolt EV после тушения пожара из-за самовоспламенения тягового аккумулятора.3. Безопасность литиевых аккумуляторов
За последний год было получено более десятка сообщений о возгорании литий-ионных аккумуляторов в электромобилях. Ни один из этих случаев не связан с ДТП. Просто припаркованный или заряжаемый электромобиль самопроизвольно загорелся.
Из-за многочисленных самовоспламенений были отозваны целиком партии электромобилей во всём мире:
- • Hyundai Kona EV (источник) в октябре 2020 года;
- • Chevy Bolt EV от General Motors (источник) в ноябре 2020 года.
Вот каким предостережением поделился Крис Хорн: «Если у вас есть лодочный прицеп, то будьте предельно осторожны при спуске лодки на воду, чтобы не погрузить аккумулятор электромобиля в водоём!» Автопроизводители вынуждены теперь печатать это в инструкциях к электромобилям, исходя из опыта нескольких случаев в 2020-м.
4. Литий — новое «белое золото»
По крайней мере, так считают участники глобальной торговли сырьевыми товарами. Мировой спрос на литий увеличился благодаря батареям для электромобилей.
Например, производство аккумуляторов Tesla зашло так далеко, что компания намеревается целиком взять под контроль все поставки редкоземельных металлов. Сейчас она уже владеет промышленностью по добыче лития.
5. Кобальт дорожает
Ещё один чуть менее важный для аккумуляторного рынка химический элемент — кобальт. Он тоже дорожает, так как используется в большинстве современных аккумуляторов электромобилей. Материал составляет при этом значительную часть стоимости тяговых батарей.
Демократическая Республика Конго контролирует большую часть мирового производства кобальта на данный момент (источник). Высокий спрос вынуждает предприятия по добыче идти на нарушения законов. В 2020-м даже были заявления о детском труде и нарушениях прав человека в Республике Конго при разработке этого ценного ресурса.
6. Усовершенствование аккумуляторов больше не выгодно откладывать
Может показаться, что аккумуляторы не совершенствуют нарочно — ведь можно ещё выжать все «соки» из существующих разработок. Однако действительность играет против воли хитрых маркетологов и жадных бизнесменов
Индустрия электромобилей нуждается в новых технологиях как никогда.
Автопроизводителям EV не хватает чуть более надёжных, безопасных и «дальнобойных» по расстоянию пробега аккумуляторов, чтобы окончательно победить индустрию двигателя внутреннего сгорания. Вот только учёные всё ещё не готовы предложить готовые коммерческие образцы своих стартапов и изобретений. Их несовершенство препятствует здоровой конкуренции с 30-летней литий-ионной технологией.
7. Твердотельный электролит из Стэнфорда
Существует мнение, что если в аккумуляторах когда-то и случится революция, то это будет связано с твердотельным электролитом. В 2020-м году компания QuantumScape под крылом Стэнфордского университета в Калифорнии (США) вышла на финишную прямую в создании гибкого керамического электролита для твердотельной батареи (источник).
Плюсы аккумулятора QuantumScape:
- • 15-минутная зарядка среднестатистического электромобиля;
- • в 2 раза увеличенный срок службы (6 лет в гаджетах, более 12 лет в EV).
В сентябре 2020-го года QuantumScape стала публичной компанией. Сейчас её стоимость составляет 16 миллиардов долларов и продолжает расти.
8. Китайцы тоже могут
Известный китайский поставщик аккумуляторов для iPhone и прочих мобильных устройств, промышленной электроники и электромобилей компания Contemporary Amperex Technology (CATL) тоже сделал анонс в 2020-м году. Речь о новой аккумуляторной технологии для автоконцернов.
Плюсы аккумулятора Amperex:
- • срок службы более 16 лет;
- • гарантия на 2 миллиона километров пробега.
Вместе с Volkswagen компания CATL уже строит завод в Германии (источник). Начало производства аккумуляторов с 16-летним сроком службы запланировано на конец 2021-го года.
9. Сульфатный твердотельный электролит
На эту технологию сделали ставку в Solid Power (стартап из Колорадо, США). Инвестиции в проект уже сделали Ford, BMW, Hyundai.
В Азии также заинтересованы в твердотельных батареях на сульфатном твердотельном электролите (источник). Своё одобрение в материальной поддержке изъявили такие гиганты, как Toyota, Panasonic, Samsung и LG Energy.
10. European Battery Innovation
Проект European Battery Innovation стоит примерно столько же (источник), сколько за год Россия тратит на всю систему здравоохранения (источник). В 2020-м году сумма составила 11,9 млрд евро. Деньги идут на совершенствование аккумуляторных технологий.
Фонд собрали:
- • сам Европейский Союз (бюджетные вложения в размере 2,9 млрд евро);
- • 12 различных государств-участников проекта;
- • 42 коммерческих организаций и производителей.
***
Мы скептически относимся к анонсам и заявлениям производителей аккумуляторов, стартапов и коммерсантов. Подробнее о причинах мы рассказывали в нашей статье: «Действительно ли технология аккумуляторов достигла своего предела и остановилась в развитии?».
Однако совсем игнорировать явные изменения и явления в индустрии нельзя. Мы хотели поделиться с вами свежими и достойными вашего внимания событиями, важность которых подтверждает и доктор наук Крис Хорн.
Напишите в комментарии, какие на ваш взгляд события из аккумуляторного бизнеса достойны упоминания или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.
Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.
