Automobilka Porsche zverejnila správu, v ktorej sa odborníci vyjadrujú k očakávaným pokrokom v oblasti batérií pre elektromobily. Nové batériové technológie, vrátane „solid-state“, pritom majú priniesť obrovské zlepšenie aj v oblasti dojazdu a nabíjania.
Už súčasné technológie batérií umožňujú bezproblémové používanie elektrických automobilov. Ale stále nie pre všetkých. Vývoj batériových technológií však smeruje k skutočnej „demokratizácií“ elektromobility. Základné ciele sú pritom jasné. Zabezpečenie vyššieho dojazdu, rýchlejšieho nabíjania, maximálnej možnej bezpečnosti, dlhej životnosti a cenovej dostupnosti.
Vysoká životnosť už vďaka súčasnej technológii
Ohľadom životnosti Dr. Falko Schappacher, obchodný a technický riaditeľ výskumného centra pre batérie na Univerzite v Münsteri, hovorí, že v prípade dnešných batérií nie je problém dosiahnuť 1 500 až 3 000 plných nabíjacích cyklov pri zachovaní zostatkovej kapacity 80 %. Aktuálne sa pritom podľa neho predpokladá životnosť batérií do 1 mil. km.
Každopádne batérioví vedci vidia ešte lepšie vlastnosti v prípade budúcich batérií. A to nielen ohľadom životnosti, ale aj energetickej hustoty a z toho vyplývajúceho dojazdu, rýchlosti nabíjania, bezpečnosti či výrobných nákladov.
Veľké nádeje sa vkladajú do solid-state batérií
Aj v správe od Porsche sa ako technológia budúcnosti prezentujú solid-state batérie, ktoré používajú namiesto elektrolytu v tekutom, príp. „gélovom“ skupenstve elektrolyt v pevnom/tuhom skupenstve. Dr. Stefanie Edelberg, špecialistka na batérie v divízii Porsche Engineering, pritom hovorí, že plán v prípade solid-state batérií je taký, že klasicky separátor, ktorý je neaktívnym materiálom zhoršujúcim energetickú hustotu, bude nahradený tenkou vrstvou pevných elektrolytov. Takýto elektrolyt tak bude plniť 2 úlohy.
Eliminácia tekutého elektrolytu a zároveň použitie lítium-kovových anód má podľa vedcov priniesť zvýšenie energetickej hustoty až o 50 %, ako aj výrazne skrátenie nabíjania.
Nie je to len o chémii
Vývoj batérií pre elektromobily sa tiež zameriava na oblasti mimo chémie. Potenciál sa totiž ukrýva aj vo vylepšovaní senzorov a balenia článkov. Senzory sú veľmi nápomocné v oblasti manažmentu batérie a nabíjania. Môžu skrátiť čas nabíjania (napr. vďaka určeniu špeciálnych napäťových rozsahov pre rýchle nabíjanie), ale aj predĺžiť životnosť batérií zdokonalením termomanažmentu.
Odborníci tiež spomínajú konštrukčnú technológiu batérií cell-to-pack, ktorá eliminuje ďalší neaktívny materiál. Niektorí konkurenti Porsche pritom už začínajú používať pokročilejšiu technológiu „cell-to-body“, ktorá je ešte väčším prínosom z hľadiska využitia priestoru, ktorý zaberá celý batériový pack či hmotnosti, čo má pozitívny vplyv na energetickú hustotu.
Dojazd až 1 300 km a nabíjanie podobne rýchle ako tankovanie?
Dnes je jedným zo základných princípov zlepšovania batérií na úrovni energetickej hustoty zvyšovanie podielu niklu v rámci katódy a používania čoraz väčšieho množstva kremíka v rámci anódy.
Prof. Maximilian Fichtner, riaditeľ Helmholtzovho inštitútu v Ulme a vedúci výskumnej jednotky pre energetické skladovacie systémy na Technologickom inštitúte v Karlsruhe, pritom hovorí, že vďaka kombinácii anódovej chémie a efektívneho balenia batériových článkov môžeme v strednodobom horizonte očakávať vozidlá s dojazdom 1 300 km (otázkou pritom je, či je to vo všeobecnosti potrebné).
Schappacher zas uvádza, že v budúcnosti budeme svedkami 30 až 50-% zvýšenia dojazdu v prípade prémiových elektromobilov. A dodáva, že za dôležitejšie považuje rýchle nabíjanie. Pre túto oblasť predikuje, že nabitie elektromobilu na 80 % nepotrvá o moc dlhšie ako natankovanie spaľovacieho auta.
Podľa Markusa Gräfa, prevádzkového riaditeľa spoločnosti Cellforce Group, s ktorou spolupracuje Porsche na vývoji batérií, máme vďaka anódam s obsahom kremíka v anóde očakávať nabitie elektromobilu na 80 % za menej ako 15 min v rámci strednodobého horizontu a v dlhodobom horizonte za výrazne kratší čas.
Zdroj: Porsche
SÚVISIACE ČLÁNKY:
CATL spustil výrobu batérie, ktorá má zabezpečiť dojazd cez 1 000 km. V prvom aute už čoskoro
4 batériové novinky od gigantov: Super výkonné, lacné aj s extrémnou životnosťou
Dojazd cez 1 600 km? To by mohla zabezpečiť novo vyvinutá batéria, tvrdia vedci
5 komentárov
Konečne nádejná správa o tankovaní, resp. dobíjaní a skracovaní doby nabíjania.
Batérie 200 až 250 kWh zabezpečia reálny dojazd 1.000 km aj u väčších osobných vozidiel. Pri dostatku nabíjacích staníc a rýchlom nabíjaní poklesne „túžba“ ďalšieho zvyšovania dojazdu, a bude to viac o potrebnom priestore pre batériu, jej hmotnosti a cene. Pritom bude takáto batéria znižovať šance ostatných zdrojov energie pohonu na úspešné presadenie sa …..
Elektromobily s dojazdom 1300 km budú opäť ťažšie, drahšie a nedostupnejšie pre širokú verejnosť.
Snad ani nie, lebo bateie sa zlahcuju resp, hustnu a tiiez zlacnuju. Takze za par rokov v tej istej cene a vahe dostaneme vacsiu kapacitu/dojazd. Bude to podobne ako ked rovnaku cenu a rozmer mali CPU len kazdy rok mali viac Mhz, hardisky vacsiu kapacitu, fotaky viac mpx, alebo inet linky stale vyssiu rychlost za rovnake prachy.
Dnešný 100 kWh akumulátor váži okolo 500 kg a na diaľnici ponúkne max. dojazd 500 km, v zime možno 400 km. Pre dojazd 1300 km by bolo potrebné aby sa energetická a objemová hustota zvýšila 2,5 – 3 násobne pre dosiahnutie kapacity 250 kWh pre takýto dojazd. Ak sa pozrieme dozadu späť 3 – 4 roky, kedy prišli na trh elektromobily ako Kona electric, Niro EV alebo Ioniq, tak za 4 roky pokrok z hľadiska dojazdu elektromobilov výrazne nepokročil. Síce pribúdajú elektromobily s väčšou akumulátorov (VW 77 kWh, Kia 75 kWh, Mercedes 111 kWh a pod.), ich reálny dojazd na diaľnici však nie je omnoho vyšší ako pri spomínaných starších elektromobiloch. Bohužiaľ stále platí, že elektromobil je vhodný hlavne do mesta a jeho blízkeho okolia. Dlhšie jazdy po diaľnici zvládne, je to však na úkor komfortu a času v porovnaní s ICE.