Помимо прорывов Space X в космической отрасли, Илон Маск делает все более успешной и другую свою компанию – Tesla Motors. Очередной новостью, взбудоражившей автомобильный мир, стало известие о намерении знаменитого миллиардера начать собственное производство революционных аккумуляторных батарей. В настоящий момент Маск уже заказал холдингу Hanwha Group из Южной Кореи производственные линии для будущего завода.
Принципиальное отличие новых АКБ Илона от любых других – объединение Li-ионной и Li-металлической технологии, чего ранее никому не удавалось. Похоже, Маск нашел способ устранить технические сложности в изготовлении таких гибридов, что позволит удлинить пробег электрокаров на 25% при одновременном снижении себестоимости.
Идея автомобилей с удлинением пробега на одной зарядке
Во всех рассуждениях об электромобилях с удлинением пробега (англ. – «extender range»), подразумевают авто на АКБ с маломощным компактным двигателем ДВС. Причем последний в таких случаях используется не столько как мотор, сколько как источник генерации энергии для зарядки батарей, когда в этом возникает необходимость.
Примечание: В качестве примера можно привести BMW i3 Rex. Его АКБ рассчитана на 205 км пробега, а ДВС добавляет к ним еще 325 км.
Схожий вариант реализует и в Tesla – но, в отличие от классических гибридов, что пробег удлиняется исключительно благодаря выработке электроэнергии. Разработка принадлежит профессору Джеффу Дану (Университет Далхаузи, Канада). Его команда работает с Маском уже четвертый год, является частью специализированного НИИ и финансируется за счет средств Tesla Motors.
Инновационные батареи и плотность энергии
Технология гибридной батареи нового типа, состоящей как из долговечных Li-ионных, так и обладающих большей плотностью энергии Li-металлических элементов, была описана в престижном техническом журнале Joule.
Суть ее такова. Рост плотности энергии АКБ автоматически снижает себестоимость электромобилей и позволяет нарастить их единовременный пробег. Достигается это заменой графитового анода в классических Li-On элементах на графит с напылением из металлизированного лития, что почти вдвое повышает плотность энергии.
Чистые Li-металлические аноды не могут долго сохранять первичную емкость и теряют свои физико-технические характеристики. Для того, чтобы соединить высокую плотность энергии и длительный срок эксплуатации, канадцы создали гибриды, стабильность которых была дополнительно увеличена за счет использования специального солевого электролита. В результате пробег удлинился на 35%, а сами батареи подешевели.
Стоимость АКБ в расчете на 1 кВт и почему это важно
Единственным показателем, по которому современные электромобили проигрывают сравнимым по мощности ДВС, является себестоимость двигательной силы в киловаттах. Для бензиновых и дизельных авто она составляет примерно $100/кВт*час. У предыдущих моделей Тесла этот параметр колебался в пределах $158. У других производителей электрокаров – от 160 до 220 долларов.
Но теперь, если у Маска получится изготовить и оснастить свои машины новыми аккумуляторными батареями, «заколдованная» граница в сотню долларов будет преодолена и даже уменьшена. Более того, ресурс новой АКБ достигнет примерно миллиона миль, или 1 650 000 км.
Это позволит Tesla Motors не только опередить конкурентов в сфере технологий электрических двигателей, но и сделать свои авто дешевле сравнимых по параметрам ДВС.
Источники, близкие к кругам разработки новых батарей, упоминают такие их достоинства:
- резкое снижение в составе аккумуляторов самого дорогого химического элемента – кобальта (почти 30 000 долларов за тонну);
- использование батарей с полным исключением этого металла;
- включение в состав специальных добавок, позволяющих сохранять больший объем энергии длительное время.
Согласно тем же источникам, цена новых батарей CATL от Тесла без содержания кобальта, на базе исключительно литий/железо/фосфатных технологий, упадет ниже $80/кВт*час, а отдельных АКБ – до $60/кВт*час.