Электромобили активно входят в нашу жизнь, предлагая экологичную альтернативу транспорту с двигателями внутреннего сгорания. Высоковольтная батарея остается центральным элементом этих машин, так как именно она питает привод и обеспечивает высокую дальность хода. Давайте разберем основные типы таких аккумуляторов, используемых в электромобилях.
Литий-ионные (Li-Ion)
Литий-ионные батареи – самый распространенный типаккумуляторов для электромобилей. Они отличаются высокой плотностью энергии, долговечностью и сравнительно небольшим весом. В основе принципа работы таких батарей лежат химические реакции с использованием ионов лития, которые перемещаются между анодом и катодом через жидкий электролит. В процессе такого передвижения ионов возникает электрический потенциал.
Li-Ion-батареи делятся на подтипы, которые различаются по составу катодного материала:
- Литий-кобальт-оксидные (LCO). Используются в потребительской электронике, но для электрокаров применяются редко из-за короткого срока службы и склонности к перегреву.
- Литий-железо-фосфатные (LFP). Прочные, безопасные и менее подвержены перегреву. Обладают меньшей энергоемкостью, но компенсируют это длительным сроком службы.
- Никель-кобальт-алюминий (NCA). Обеспечивают высокую плотность энергии, часто применяются в электромобилях премиального сегмента.
- Никель-марганец-кобальт (NMC). Удачно сочетают энергоемкость, долговечность и доступность, что делает их универсальным выбором для многих производителей.
Преимущество батарей такого типа заключается в способности сохранять большую емкость заряда, за счет чего электрокар может проехать на одной зарядке вплоть до 1000 км (в зависимости от модели). Однако их производство требует использования редкоземельных металлов, что в конечном итоге усложняет переработку и влияет на стоимость как ВВБ, так и машины.
Литий-полимерные (Li-Po)
Литий-полимерные батареи – разновидность литий-ионных аккумуляторов. Они используют твердую или гелеобразную форму электролита вместо жидкой, что уменьшает риск утечек и увеличивает гибкость конструкции. Li-Po-батареи легче и тоньше, чем традиционные литий-ионные, и это позволяет интегрировать их в автомобили с ограниченным объемом кузова.
Главными недостатками аккумуляторов типа Li-Po считается их меньшая плотность энергии и склонность к деградации при высоких температурах. Тем не менее они популярны в электромобилях, где на первое место выходят такие свойства, как компактность и легкость.
Твердотельные
Твердотельные батареи – это новый тип аккумуляторов для электромобилей и довольно перспективное направление в развитии технологий. Вместо жидкого электролита здесь используется твердый материал, что делает такие батареи значительно безопаснее и устойчивее к высоким температурам. Они сохраняют значительно большую плотность энергии, что потенциально может удвоить пробег электромобилей на одном заряде по сравнению с Li-Ion.
Однако массовое производство твердотельных батарей пока ограничено. Высокая стоимость и сложные технологии производства остаются основными барьерами для их широкого применения. Несмотря на это, ведущие производители активно инвестируют в исследования и разработку этих аккумуляторов.
Натрий-ионные
Натрий-ионные батареи – еще одна альтернатива литий-ионным аккумуляторам. Они используют более доступный и дешевый натрий вместо лития. Хотя их энергоемкость ниже, натрий-ионные батареи привлекают своей экологичностью и низкой стоимостью.
Главный недостаток – большие размеры и вес. Из-за этого их чаще рассматривают для стационарного хранения энергии, но не для использования в компактных электрокарах. Тем не менее в ближайшие годы возможно появление коммерчески доступных EV с такими ВВБ.
Свинцово-кислотные
Свинцово-кислотные батареи, известные по традиционным автомобилям, редко используются в современных электромобилях. Они дешевы, надежны и легко перерабатываются, но обладают низкой плотностью энергии и большим весом. Их применение ограничивается гибридными автомобилями, либо они применяются как дополнительные источники энергии.
Важное преимущество свинцово-кислотных источников питания – долговечность и способность выдерживать глубокий разряд. Однако для создания достаточного запаса энергии такие батареи требуют много места, что делает их менее конкурентоспособными на фоне соперников.
Никель-металл-гидридные (NiMH)
Никель-металл-гидридные ВВБ широко использовались в ранних гибридных автомобилях. Они обеспечивают хороший баланс между стоимостью и энергоемкостью, устойчивы к перегреву и имеют длительный срок службы. Однако их энергоемкость ниже, чем у Li-Ion-батарей, а самозаряд значительно выше.
Сегодня батареи такого типа теряют популярность, уступая место более эффективным литий-ионным аналогам. Тем не менее они остаются надежным решением для автомобилей с ограниченными требованиями к емкости источников питания.
Водородные топливные элементы
Хотя водородные элементы технически не являются батареями, они играют важную роль в электромобильной индустрии. Эти устройства производят электроэнергию из водорода, который проходит через электролитическую мембрану. Энергия хранится не в химической форме, а в виде газа.
Основное преимущество – большой запас хода и быстрое время заправки. Однако дорогая инфраструктура и высокая стоимость производства сдерживают массовое внедрение этой технологии.
Каждая технология имеет свои сильные и слабые стороны. Выбор аккумулятора зависит от задач, которые ставит производитель: увеличение пробега, снижение веса автомобиля или снижение производственных затрат. Если выбираете первый электрокар или не хотите рисковать, делая ставку на необкатанные технологии – отдавайте предпочтение машинам с Li-Ion-батареей.
