На чем поедут электрокары
Новый суперконденсатор на основе оксида марганца может сочетать емкость аккумуляторов с высокой мощностью и быстрой зарядкой суперконденсаторов, считают исследователи из штата Пенсильвания (США) и двух университетов в Китае. Использование оксида марганца с оксидом кобальта-марганца в качестве положительного электрода и оксида графена в качестве отрицательного электрода дает асимметричный суперконденсатор с высокой плотностью энергии, замечательной плотностью мощности и превосходной устойчивостью к циклированию.
Пять лет назад электромобили В–С-класса обходились аккумуляторами на 20–30 кВт·ч, пару лет назад эта норма возросла до 30– 40 кВт·ч, а теперь мы готовимся шагнуть к отметке «60 кВт·ч»: вслед за Chevrolet Bolt ждем Nissan LEAF с аккумулятором на 60 кВт·ч. Для ТОП-моделей уже сейчас становится нормой аккумулятор емкостью около 100 кВт·ч: Jaguar i-Pace — это АКБ на 90 кВт·ч, Audi e-tron — 95 кВт·ч, Tesla Model S и Model X — до 100 кВт·ч, каждый из этих электрокаров может проехать 400–500 км при вполне реальных условиях.
Больше аккумулятор — больше времени на зарядку. Традиционная розетка способна отдавать мощность максимум 2–3 кВт, что означает 20–30 часов для полной зарядки аккумулятора на 40–60 кВт·ч и около 30–50 часов для зарядки аккумулятора на 90–100 кВт·ч: да, сутки заряжаться — это реальность. В таком случае все более важными становятся возможности «ускоренной зарядки» и «быстрой зарядки». Традиционное правило «80 % АКБ за 30 минут» осталось неизменным, но обязательно следует уточнять, что 80 % АКБ в данном случае — это 70–75 кВт·ч и потенциальные +300 км пробега.
В устройствах накопления энергии накопление электрического заряда называется «плотностью энергии», в отличие от «плотности мощно сти», которая относится к скорости доставки энергии.
Аккумуляторные батареи для электромобилей
Для потенциального владельца экологичного транспорта первым пунктом, вызывающим интерес, являются аккумуляторные батареи электрокара. Поскольку этот элемент в традиционном понимании автомобиля олицетворяет топливный бак, следовательно, возникает множество аналогий и вопросов — какие существуют аккумуляторные батареи и сколько они заряжаются. Аккумуляторные батареи имеют высокую плотность энергии, или могут накапливать много электрической энергии, но могут заряжаться и разряжаться часами.
В большинстве современных электрических машин используются четыре типа аккумуляторных батарей (АКБ). Самые распространенные — литийионные, алюминийионные и литиево-серные. Иногда применяют еще и металловоздушные, где в качестве металла выступают цинк, литий, натрий, магний или алюминий
Продолжение статьи читайте в июльском номере журнала "Наука и техника" за 2020 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой
