Блог

Jul 10, 2023

Европейские стартапы: думаю, нам понадобится батарея получше

В следующем году голландская компания установит в дрон аккумулятор нового типа и — если все пойдет по плану — этот дрон будет летать на 50% дольше, чем мог бы со стандартным литий-ионным (Li-ion) аккумулятором.

В следующем году голландская компания установит в дрон аккумулятор нового типа, и — если все пойдет по плану — этот дрон будет летать на 50% дольше, чем мог бы со стандартной литий-ионной (Li-ion) батареей. Время полета, скажем, около часа, а не 34 минут. Усовершенствованный дрон не будет тяжелее, чем раньше, а новая батарея будет меньше старой, несмотря на то, что в ней будет больше заряда.

Дроны с неподвижным крылом и мультикоптерами — это только начало. LeydenJar также нацелена на электромобили, и Тим Аанхейн, бизнес-разработчик компании, считает, что аккумуляторы компании могут позволить электромобилю проехать 800 или 900 км, что примерно вдвое превышает текущий рыночный стандарт.

«Индустрия аккумуляторов развивается быстро», — говорит Анхане. В батарее Лейденжара используется кремниевый, а не графитовый анод. В этом компоненте, также известном как отрицательный электрод, отрицательно заряженные частицы, называемые ионами, теряют электроны. Затем электроны проходят через электрическую цепь, создавая ток.

Это всего лишь один из многих стартапов в Европе, работающих над улучшением аккумуляторных технологий. Ключевой целью для многих в этой области является высокая плотность энергии — батареи, которые обеспечивают значительно большую мощность, чем существующие варианты литий-ионных аккумуляторов. Обычно это измеряется количеством доступной энергии в ватт-часах (Втч) на единицу объема (литры, л) или массы (килограммы, кг).

Следите за нашими выступлениями на конференции

Смотрите видео наших прошлых выступлений бесплатно с TNW All Access →

Поскольку исследования и разработки продолжаются, особенно в таких странах, как Китай, терять времени нельзя. Европа должна быстро придумать действительно хорошую технологию производства аккумуляторов, иначе она останется позади.

LeydenJar, штат которой насчитывает более 70 человек и на сегодняшний день привлек финансирование в размере 100 миллионов евро, в настоящее время тестирует свои прототипы батарей. Аанхане и его коллеги планируют открыть крупный завод в Нидерландах в 2025 году. Ежегодное производство на этом объекте должно достичь 100 мегаватт-часов общей мощности аккумуляторов, что примерно эквивалентно потребности в энергии до 100 000 домов.

«Кремний как материал может хранить в 10 раз больше ионов лития, чем графит», — говорит Аанхане. Для батареи в целом это означает увеличение примерно на 70% энергии на литр — 1350 Втч/л или 390 Втч/кг.

Компания LeydenJar заявляет, что она решила ключевую проблему, которая в прошлом препятствовала производству кремниевых анодных батарей — чрезмерное набухание. Традиционно эти аноды значительно раздувались при зарядке, сокращая срок их службы и потенциально делая их небезопасными. Чтобы противостоять этому, LeydenJar изготавливает аноды, выращивая крошечные столбики кремния толщиной в несколько микрометров на медной фольге.

«Между ними есть пространство», — объясняет Анхане. «Внутри этих колонн также есть пористость».

По его словам, эти критические пространства внутри и вокруг кремниевых колонн означают, что вздутие в основном содержится в самом материале батареи, а разбухание элемента батареи в целом сравнимо с раздутием батареи с графитовым анодом. Аанхане добавляет, что такое ограниченное набухание кажется стабильным в течение сотен циклов — процесса многократной зарядки и разрядки аккумулятора.

На сегодняшний день LeydenJar протестировала свои батареи примерно на 500 циклов, и Аанхейн предполагает, что они стремятся превысить 1000 циклов. По его словам, дополнительным преимуществом этой технологии является то, что для ее производства требуется гораздо меньше энергии, чем необходимо для производства графитовых анодов, что потенциально делает ее более экологически чистой. Испытания на безопасность также пока не выявили высокого риска возгорания или взрыва, что является важным фактором при разработке новых аккумуляторных технологий.

В последние месяцы производители аккумуляторов в Азии рекламировали появление на горизонте более емких аккумуляторов. Gotion, например, утверждает, что их новая батарея Astroinno может обеспечить электромобилю запас хода в 1000 км. CATL в Китае – еще один объект, на который стоит обратить внимание; Фирма заявляет, что ее батарея емкостью 500 Втч/кг может питать электрические самолеты будущего. Японская компания Toyota заявляет, что разрабатывает аккумуляторную технологию, которая сможет обеспечить электромобилю ошеломительный запас хода в 1500 км к 2027 году.