673886040@qq.com
Мощная супербатарея Skeleton интереснее, чем мы думали
Мы ошиблись, ребята. Опираясь на скудный пресс-релиз, который мы сейчас сочли бы вводящим в заблуждение, мы посмотрели на Superbattery от эстонской Skeleton Technologies и предположили, что компания говорит о гибридной системе питания, сочетающей литиевые батареи с ультраконденсаторами — аналогично другим подобным схемам, которые мы написали. о в прошлом. И мы рассказали об этом, спекулируя как таковые, заявив, что тщательно сформулированные заявления компании о 15-секундной зарядке электромобиля кажутся «возможно, немного неискренними». Компания Skeleton сообщила, что это не гибридная батарея/конденсаторная система, а «совершенно новая технология накопления энергии на клеточном уровне», и предложила нам поговорить с доктором Себастьяном Полманном, вице-президентом компании по инновациям. .
У нас была очень интересная беседа с доктором Польманном, и хотя супербатарея с быстрой зарядкой категорически не заменит литий-ионные аккумуляторы, питающие электромобили завтрашнего дня, она намного интереснее и многообещающе, чем мы изначально думали.
Пристегнитесь, чтобы поэкспериментировать с батареями.
Батареи против ультраконденсаторов: краткое руководство
Текущее предложение Skeleton по продуктам первого поколения — ультраконденсаторы высокого класса. По словам Полманна, сегодня компания производит самые мощные ультраконденсаторы на рынке. Ультраконденсаторы работают немного как батареи в том смысле, что они хранят электрический заряд, но там, где батареи используют химическую реакцию для хранения и высвобождения заряда, конденсаторы хранят энергию в электрическом поле.
В результате конденсаторы могут захватывать и высвобождать энергию очень быстро — достаточно близко к мгновенной для практических целей. Это дает им выдающуюся удельную мощность, показатель, относящийся к максимальной входной и выходной мощности на вес. Электромобиль, работающий от ультраконденсаторов, может заряжаться за считанные секунды, а относительно небольшая батарея может обеспечить достаточно мгновенной энергии, чтобы вы действительно ударили молотом по мощной системе привода.
Однако далеко не уедешь, потому что ультраконденсаторы имеют ужасную плотность энергии по сравнению с литиевыми батареями. Где мощность — это скорость заряда или разряда, выраженная в ваттах, энергия — это общее количество хранимой энергии, выраженное в ватт-часах, а гораздо более медленные химические процессы, которые сохраняют энергию в литий-ионных батареях, позволяют им хранить гораздо больше энергии в расчете на один заряд. вес больше, чем у ультраконденсатора. Таким образом, электромобили с литиевым питанием могут предложить полезный запас хода, но, как правило, для зарядки требуется много времени.
Ультраконденсаторы дают вам в 60 раз большую удельную мощность, чем литий-ионные батареи, к тому же они намного лучше работают при экстремальных температурах и могут выдерживать более миллиона циклов, что увеличивает срок их службы. Текущая батарея Tesla Model 3, тем не менее, может хранить примерно в 37 раз больше энергии на единицу веса, чем лучшие ультракапы на рынке сегодня, и это основная причина, по которой они продолжают получать все преимущества электромобилей.
У Skeleton скоро появится продукт второго поколения под названием SkelCap, в котором используется «изогнутый графен» для значительного увеличения площади поверхности его электродов, и Полманн говорит, что эти устройства «будут иметь в два раза более высокую плотность энергии по сравнению с даже самые передовые элементы, произведенные нашими конкурентами». Это большая новость в мире ультраконденсаторов, но мы по-прежнему говорим только о 15 ватт-часах на килограмм, тогда как батарея Tesla хранит около 260 Втч/кг, и эта цифра значительно возрастет.
Начнем с того, что это немного хитроумное имя. Графен — это форма углерода — плоский однослойный лист атомов углерода, соединенных вместе в форме шестиугольных сот. Это суперматериал нового поколения с исключительными свойствами, который произвел бы революцию во всех отраслях промышленности, если бы только кто-нибудь смог найти способ производить его дешево и в больших количествах.
«Любой физик скажет вам, что изогнутого графена не существует, — говорит Польманн. «Графен всегда плоский лист, это определение графена. Изогнутый графен в этом смысле не является графеном по определению. Но он имеет ту же гексагональную структуру. Таким образом, у вас все еще есть та же площадь поверхности этого листа, и он по-прежнему доступен для воздуха вокруг него. Таким образом, он очень близок по структуре к обычному графену, но вы можете лучше использовать его в определенных приложениях».
Изогнутый графен — единственный тщательно охраняемый объект интеллектуальной собственности, лежащий в основе бизнеса Skeleton. Разработанный в эстонском Тартуском университете в 1990-х годах, а теперь переработанный Skeleton в секретный, недорогой, промышленный процесс массового производства, изогнутый графен представляет собой черный порошок, состоящий из крошечных смятых графеновых листов.
Он не такой смехотворно проводящий, как графен, но все же гораздо более проводящий, чем типичные порошки активированного угля, используемые в электродах. Эта легкость проводимости объясняет, почему Skeleton утверждает, что «плотность мощности ультраконденсаторов SkelCap превосходит продукты конкурентов в четыре раза». Низкое сопротивление также обеспечивает более высокую эффективность: «в пять раз меньше энергии теряется на тепло».
И поскольку каждая частица скомкана, а не представляет собой плоский лист, они не могут складываться одна поверх другой. В ультраконденсаторном электроде, где большая площадь поверхности немедленно увеличивает плотность энергии, эти скрученные листы предлагают гораздо большую полезную площадь поверхности, чем плоский графен. Это объясняет, как SkelCaps второго поколения удвоит емкость своих конкурентов.
Польманн не будет слишком увлекаться тем, как компания производит этот изогнутый графен, кроме как сказать, что он «сильно отличается от производства обычного графена… Гораздо проще. Вы добавляете объемный материал, и вы получаете объемный материал». ... Он не диспергируется в жидкости ... Исходные материалы промышленно доступны и очень дешевы во всем мире, вы можете провести этот синтез в Европе, Азии или США, без проблем».
