Редкий тип батареи заявил о себе электромобильным рекордом

Удивили мир две немецкие компании — энергетическая Lekker Energie и специалист по аккумуляторам DBM Energy. Они построили электрическое авто Lekker Mobil («леккермобиль») на основе давно снятого с производства хэтчбека Audi A2.

В ночь с 25 на 26 октября этот аппарат добрался из Мюнхена в Берлин, потратив на дистанцию в 605 километров чуть менее семи часов.

Выбор модели для конвертации в электрокар понятен: A2 весит меньше тонны (во многом благодаря алюминиевому кузову) и к тому же обладает хорошей аэродинамикой, а это предпосылки для низкого расхода энергии (фото с сайта green.autoblog.com).

У Бранденбургских ворот жёлто-фиолетовый экипаж ожидала пресса. Вышедший из-за руля A2 исполнительный директор DBM Energy Мирко Ханнеманн (Mirko Hannemann) пошутил: «Если кто-то из журналистов хочет зарядить свой iPhone, у нас осталось ещё немного электроэнергии». Немцы утверждают, что после пробега в батарее сохранилось 18% от начального запаса.

Для сравнения вспомним, что в мае нынешнего года малолитражка Daihatsu Mira, переделанная на электротягу японским клубом электромобилей (JEVC), проехала на одной зарядке 1003,184 километра. Но тот рекорд был поставлен на закрытом треке и при средней скорости 40 километров в час. А «леккермобиль» шёл по трассе с темпом 88 км/ч.

 Что касается пробега по обычному шоссе, то та же самая Mira в прошлом году показала 555,6 километра на одной зарядке. Так что немцы действительно покорили новую высоту.

При этом важно, что у японцев аккумуляторный блок занимал существенную долю полезного пространства внутри переделанного авто, а DBM ухитрилась не потревожить ни салон машины, ни её багажник.

29 января 2010 года Ханнеманн и его стартап получили специальный приз за инновации в рамках ежегодной премии «Интеллектуальный автомобиль» (Auto der Vernunft). Жюри высоко оценило батарею редкого типа, открывающую новые возможности для транспорта.
На церемонии вручения Мирко заявил, что рассчитывает проехать на электромобиле от Мюнхена до Берлина без подзарядки, а вот теперь осуществил задуманное (фото Guter Rat).

Ячейки от DBM Energy относятся к литиево-металл-полимерным батареям (LMP). Эта многообещающая разновидность химических источников тока появилась ещё в 1990-е годы. Тогда над технологией независимо работали сразу несколько компаний.

Сейчас и опыты продолжаются, и даже единичные производители LMP есть, но диапазон применений таких ячеек пока очень мал. А для транспорта это и вовсе – невиданная диковинка.

Ёмкость аккумулятора, поставленного на A2, равна 115 киловатт-часов. Потраченные на 605 километров 94,3 кВт-ч означают средний расход электричества в 156 ватт-часов на километр. Это неплохо, учитывая, что в ту холодную ночь Мирко включал в салоне обогреватель (фотографии с сайтов green.autoblog.com, evworld.com).

Ключевое отличие LMP от родственных литиево-ионных батарей: первые используют металлический литий, в то время как у вторых этот элемент существует либо в форме оксида (или фосфата), либо в виде ионов внутри углеродного материала. Кроме того, в LMP применяется твёрдый электролит.

Над совершенствованием LMP работают не только в Европе. Эксперименты с такими ячейками ставит американский консорциум передовых батарей (USABC) при содействии ряда организаций США и Канады. На верхнем рисунке – их проект.
Внизу: американская компания Infinite Power Solutions выпускает совсем крохотные LMP-батареи THINERGY MEC, предназначенные для встраивания в микрочипы, сенсоры, смарт-карты и так далее. Прямоугольники MEC со сторонами от 1 до 5 сантиметров обладают толщиной всего 0,17 миллиметра и весят меньше грамма. По составу электродов и электролита они несколько отличаются от американских собратьев, но в целом устроены очень похоже (иллюстрации с сайтов p2pays.org, ipsbatteries.com).

Тему LMP учёные и инженеры едва не забросили, так как долго не могли решить ряд проблем. Батарея нормально работала только при 60 градусах Цельсия, что требовало сложной системы контроля за температурой. Да и вопрос безопасности стоял остро.

Не менее печально выглядел срок службы LMP-аккумулятора: поначалу это были 100-200 циклов заряда-разряда. А ведь электромобилям требуется стойкость батарей хотя бы на 1000 циклов.

Основанная в 2009 году DBM Energy взялась преодолеть все эти трудности. И ныне, по уверениям Ханнеманна, LMP стали пригодны для использования в электрических транспортных средствах.

Собственную технологию LMP немцы назвали Kolibri AlphaPolymer. Но о её тонкостях компания — молчок. Разработчики лишь уверяют, что самопроизвольное возгорание этой батареи исключено, даже при ударах, и что аккумулятор Kolibri полностью работоспособен при температурах от -40 до +100 по Цельсию.

Известно также, что в LMP используется меньше лития, чем в традиционных литиево-ионных аккумуляторах, что в новинке нет дорогостоящего кобальта, что ячейки Kolibri несколько легче и мощнее нынешних литиевых батарей и к тому же обладают КПД в 97%.

И ещё приятный сюрприз: при наличии мощной розетки с должным напряжением и током батареи Kolibri AlphaPolymer можно заправить за шесть минут. По этому параметру немецкие LMP могут поспорить с японскими батареями-пятиминутками SCiB, появление которых на электромобилях только ожидается.

Мирко не может сказать, сколько будет стоить его серийный аккумулятор. Это зависит от масштаба производства. Теоретически же себестоимость LMP может быть вдвое меньшей, чем у нынешних литиево-ионных батарей.

Мирко уже предлагали попробовать поставить новый аккумулятор на электрическое инвалидное кресло, но он считает такой проект слишком скромным, мол, при таком малом энергопотреблении все достоинства Kolibri попросту не раскроются. Немецкий новатор надеется на внимание автопроизводителей.

На вопрос «когда компания сможет начать крупномасштабное производство новых аккумуляторов?» Ханнеманн ответил: «Оптимистично? Хоть сейчас».