Электрокар делает глубокий вдох: японская батарея меняет представление о дальних поездках

Электромобили с запасом хода до тысячи километров долгое время оставались скорее теорией, чем реальностью. Новые данные из Японии показывают, что этот рубеж может стать достижимым уже в перспективе следующего поколения батарей. Речь идёт о литий-воздушной технологии, которую многие годы считали слишком сложной для практического применения. Об этом сообщает Auto Bild.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

Замена батареи у электрокара (без человека)

Прорыв, к которому шли годами

Литий-воздушные аккумуляторы давно считаются одним из самых перспективных направлений в сфере электротранспорта. Их главный плюс — крайне высокая теоретическая плотность энергии, недостижимая для классических литий-ионных батарей, которые сегодня используются в электромобилях, гибридах и стационарных системах хранения энергии. Интерес к таким решениям растёт на фоне того, как меняется рынок электромобилей и зарядная инфраструктура.

Однако на практике технология упиралась в короткий срок службы, нестабильную работу и сложности с производством. Японская команда из NIMS совместно с компанией Toyo Tanso смогла продвинуться дальше прежних разработок. Исследователи создали новый тип электрода для литий-воздушной батареи, использовав углеродный материал CNovel с управляемой пористой структурой.

Больше энергии — меньше веса

Ключевое преимущество литий-воздушных батарей — их удельная ёмкость. Ещё несколько лет назад в NIMS демонстрировали экспериментальный элемент с показателем около 500 Вт·ч на килограмм. Для сравнения, современные аккумуляторы электромобилей обычно находятся в диапазоне 150-250 Вт·ч/кг. Разница напрямую влияет на массу батареи, запас хода и компоновку автомобиля.

Новая разработка не только подтверждает высокий потенциал технологии, но и решает одну из критических проблем — слабый ток и деградацию при циклической зарядке. Это особенно важно на фоне появления моделей с уже внушительными характеристиками, таких как Hyundai Ioniq 6, где каждая дополнительная единица плотности энергии напрямую влияет на практическую автономность.

Ресурс и путь к масштабированию

Одним из ключевых достижений стало увеличение срока службы элемента. В ходе испытаний батарея выдержала более 150 циклов зарядки и разрядки без критической потери характеристик. Для серийного электромобиля этого пока недостаточно, но для литий-воздушной технологии такой результат считается значимым прогрессом.

Кроме ресурса, исследователи сделали акцент на производственной стороне вопроса. Им удалось отработать метод создания электродов большего размера, что принципиально важно для батарейных модулей, используемых в электромобилях, коммерческом транспорте и энергетических накопителях.

Что это значит для электромобилей

Если технология будет доведена до промышленного уровня, она способна изменить рынок электротранспорта. Более лёгкие и энергоёмкие батареи упрощают интеграцию в платформы электромобилей, снижают нагрузку на подвеску и позволяют отказаться от чрезмерно больших аккумуляторных блоков. В перспективе это может повлиять и на стоимость владения, и на архитектуру будущих моделей.

Запас хода в 1000 километров и более перестаёт выглядеть фантастикой, особенно для магистральных поездок и автомобилей без регулярного доступа к быстрой зарядке. При этом вопросы инфраструктуры — зарядные станции, кабели Type 2, мощность бортовых зарядных устройств — останутся актуальными, но их значение может измениться.

Сравнение литий-воздушных и литий-ионных батарей

Литий-ионные аккумуляторы сегодня являются стандартом для электромобилей, смартфонов и бытовой электроники. Они хорошо масштабируются, имеют понятный ресурс и отработанные цепочки поставок. Однако их энергетическая плотность близка к физическому пределу.

Литий-воздушные батареи выигрывают по весу и потенциальной ёмкости, но пока уступают по долговечности и стабильности. Если текущие исследования подтвердят возможность увеличения ресурса и массового производства, баланс между этими технологиями может сместиться уже в ближайшие годы.

Плюсы и минусы литий-воздушной технологии

Новая батарейная концепция выглядит многообещающе, но остаётся экспериментальной.

Преимущества заключаются в высокой плотности энергии, снижении массы аккумулятора и потенциале для значительного увеличения запаса хода. Это особенно важно для электромобилей, ориентированных на дальние поездки и межрегиональные маршруты.

К ограничениям относятся сравнительно небольшой ресурс, сложность производства и необходимость дальнейших испытаний. Пока такие батареи не готовы к серийному применению.

Советы шаг за шагом: как оценивать новые батарейные технологии

1. Сравнивайте удельную ёмкость и массу батареи, а не только паспортный запас хода.

2. Обращайте внимание на количество циклов зарядки и реальные условия тестов.

3. Учитывайте стадию разработки: прототип и серийный продукт — разные уровни зрелости.

4. Оценивайте готовность технологии к масштабированию и массовому производству.

Популярные вопросы о литий-воздушных батареях

Когда такие батареи появятся в серийных электромобилях?

Речь идёт о долгосрочной перспективе. Даже при успешных испытаниях потребуется несколько лет на доводку технологии.

Насколько они безопасны по сравнению с литий-ионными?

Вопрос безопасности пока остаётся в стадии исследований и потребует отдельных сертификационных тестов.

Что перспективнее — развитие литий-ионных или литий-воздушных батарей?

В ближайшие годы рынок будет опираться на эволюцию литий-ионных решений, а литий-воздушные технологии рассматриваются как следующий этап.