Нова концепция за батерията ще позволява 1000 км пробег

Биполярна лента-електрод – от двете страни с керамични материали

По electriccarsreport.com

Днес не можеш да стигнеш далеч с електрически автомобили. Една от причините е, че батериите изискват много място. Учените подреждат големи клетки една върху друга. Това осигурява на превозните средства по-голяма мощност. Първоначалните тестове в лабораторията са положителни. В средносрочен план партньорите по проекта се стремят да постигнат пробег от 1000 километра за електрически автомобили.

В зависимост от модела електрическите автомобили са оборудвани със стотици до хиляди отделни батерийни клетки. Всяка от тях е заобиколена от корпус, свързан към колата чрез терминали и кабели и наблюдаван от сензори. Корпусът и контактът заемат повече от 50% от пространството. Следователно, клетките не могат да бъдат гъсто опаковани заедно, както се предпочита. Комплексният дизайн открадва пространството. Друг проблем: Електрически съпротивления, които намаляват мощността, се генерират при връзките на малките клетки.

EMBATT Structurally Integrated Battery

Под името EMBATT, Fraunhofer Institute за керамични технологии и системи IKTS в Дрезден и неговите партньори са прехвърлили биполярен принцип, известен от горивните клетки, към литиевата батерия. При този подход отделните батерийни клетки не са нанизани отделно една до друга в малки секции; вместо това те се подреждат директно една над друга. В резултат на това в автомобила се поставят повече батерии.

Чрез директното свързване на клетките потокът протича през цялата повърхност на акумулатора. По този начин се намалява значително електрическото съпротивление. Електродите на акумулатора са проектирани да освобождават и абсорбират енергия много бързо.

„С новата ни концепция за опаковане се надяваме да увеличим пробега на електрическите автомобили в средносрочен план до 1000 километра“, казва д-р Марейке Уолтър, ръководител на проекта в Fraunhofer IKTS. Подходът вече работи в лабораторията. Партньорите са ThyssenKrupp System Engineering и IAV Automotive Engineering.

Най-важният компонент на акумулатора е биполярен електрод – метална лента, покрита от двете страни с керамични материали. В резултат на това едната страна става анода, а другата катодът. Като сърце на батерията, тя съхранява енергията. „Ние използваме нашия опит в керамичните технологии, за да проектираме електродите по такъв начин, че те се нуждаят от възможно най-малко пространство, спестяват много енергия,  лесни са за производство и имат дълъг живот“, казва Уолтър.

Керамичните материали се използват под формата на прахове. Учените ги смесват с полимери и електропроводими материали, за да образуват суспензия. „Тази формула трябва да бъде специално разработена – адаптирана за предната и задна част на лентата, съответно“, обяснява Уолтър. Fraunhofer IKTS прилага суспензията върху лентата. „Една от основните компетенции на нашия институт е да адаптираме керамичните материали от лабораторията в пилотен мащаб и да ги възпроизвеждаме надеждно“, казва Ултър, описвайки опита на учените от Дрезден.

Следващата планирана стъпка е разработването на по-големи акумулаторни клетки и тяхното инсталиране в електрически автомобили. Партньорите се стремят към първоначални тестове в автомобилите до 2020 г.