В настоящее время специалисты компании Bosch заняты проведением исследования аккумуляторных батарей, разработанных для электромобилей, благодаря которым они могут преодолевать достаточно большие расстояния без подзарядки. Данное исследование должно привести ученых к разработке аналогичных аккумуляторных батарей, которые будут работать еще больше, а стоить в разы меньше.
Михаэль Болле, президент инженерно-исследовательского подразделения Robert Bosch GmbH, рассказал представителям средств массовой информации, что исследования, проводимые экспертами компании, позволяют стремительно развиваться электромобильной индустрии. Таким образом, по его словам, батареи, разработанные специалистами компании Bosch, уже к 2020 году смогут накапливать как минимум в два раза больше энергии, нежели сейчас, и при этом их стоимость будет значительно уменьшена. Эксперты раздела «Новости науки» журнала для деловых людей «Биржевой лидер» считают нужным отметить, что все рыночные прогнозы, которые сделаны сейчас на будущее, полностью соответствуют ожиданиям компании. Как отмечает издание «Деловая столица», уже через 10 лет около 15% всех автомобилей, которые выпускаются в мире, будут оснащены электродвигателями. В связи с этим данная компания каждый год инвестирует в электромобильную индустрию свыше 400 миллионов евро.
В свою очередь глава научно-исследовательского подразделения в области аккумуляторных технологий в исследовательском центре Bosch в Реннингене Торстен Охс поясняет, что для осуществления настоящего прорыва в сфере батарей просто необходимо, чтоб электромобили получили куда более широкое распространение, нежели они имеют сейчас. По его словам, транспортное средство на электрическом двигателе, которое по размеру можно отнести к разряду средних, должно иметь запас энергии около 50 киловатт-часов. Если использовать для таких целей привычные всем свинцовые аккумуляторы, которые будут иметь такой запас энергии, то их вес будет достигать порядка 19 тонн, причем без каких-либо вспомогательных устройств и проводки. На сегодняшний день примерно такой же вес имеет и седан с грузом и пассажирами. А стандартная свинцовая батарея, имеющая вес 19 килограмм, обеспечивает запуск двигателя в любом автомобиле, но при этом отдает в нагрузку 0,5 киловатт-часа энергии.
Литий-ионные аккумуляторы современности в данном отношении не имеют равных, поскольку на один килограмм своего веса могут хранить в три раза больше энергии. Таким образом, аккумулятор, вес которого составляет 230 килограмм, обеспечивает от 18 до 30 киловатт-часов работы автомобиля, оснащенного им. А для того, чтоб все-таки достигнуть показателя в 50 киловатт-часов, вес литий-ионного аккумулятора должен составлять от 380 до 600 килограмм.
Сейчас господин Охс вместе со своими коллегами-учеными заняты решением проблемы снижения веса литий-ионных аккумуляторов до минимума. Таким образом они стремятся уместить 50 киловатт-часов энергии в один аккумуляторный блок весом 190 килограмм и не более. А еще одной достаточно важной задачей для разработчиков, является уменьшение времени, требующегося для заряда данного аккумулятора. Если у разработчиков получится сделать все так, как они задумали, то новая батарея должна будет получать 75% от своего заряда всего лишь за 15 минут. Ученый убежден в том, что разработка нового аккумулятора должна позволить достичь поставленных ранее целей. Также он говорит, что для этого ученым потребуется еще достаточно много работать. Компания Bosch для того, чтобы расширить исследования в области литий-ионных технологий, создала Lithium Energy and Power GmbH & Co. – совместное предприятие, соучредителями которого также являются GS Yuasa и Mitsubishi Corporation.
По мнению Охса, если рассматривать данный вопрос с теоретической точки зрения, получается, что решение достаточно простое: чем большее количество ионов сконцентрировано в батарее, тем больше электронов в ней будет храниться. Тем не менее сейчас ученые заняты куда более сложной задачей, которая заключается в перестройке ячеек аккумулятора на молекулярном и атомном уровнях. Для того чтобы разрешить данную проблему, необходимо несколько уменьшить количество графита, содержащегося в аноде, либо же обойтись и вовсе без него. Использование лития вместо привычного графита позволит в значительной мере увеличить емкость самой батареи, причем более чем в 3 раза.
Доктор Охс и его команда уже добилась определенных результатов в решении проблемы замены графита в аккумуляторах другими материалами. Фолькмар Деннер, генеральный директор Bosch, недавно представил прототип такого решения на Международном Автосалоне в Германии. У батарей такого типа есть еще одно преимущество: в них не используется жидкий электролит. Обычные литий-ионные батареи, содержащие электролиты, при определенных условиях могут представлять опасность для пользователей. Именно такое объяснение предоставил гендиректор, добавив, что его компания недавно приобрела стартап под Seeo Inc., благодаря этому получила практический опыт в создании твердотельных аккумуляторов.
