<div><img src="//mc.yandex.ru/watch/24962684" style="position:absolute; left:-9999px;" alt="" /></div>

EvNerds: Графеновые нанотрубки расширяют границы энергоемкости аккумуляторов

Andrey Senyut, OCSiAl Energy — копия.jpg

Как увеличить энергоемкость литий-ионного аккумулятора до 400 Вт/кг? Возможно ли внедрить в промышленность кремниевые аноды, которые позволяют запустить массовое производство аккумуляторов для электромобилей (EV)? Ответы на эти вопросы дали участники Съезда представителей индустрии Nanoaugmented Materials (NAUM’19) в Киото. 450 ключевых игроков отрасли и ученых из 31 страны обсудили десятки различных применений графеновых нанотрубок, включая их впечатляющие результаты в аккумуляторах.

Киото, Япония – Максимальное увеличение энергоемкости литий-ионных аккумуляторов является целью номер один в области энергетики. Доступная в настоящее время емкость аккумуляторов ограничивает развитие передовых технологий, таких как беспилотные автомобили, пассажирские дроны и космический туризм. Даже электромобили до сих пор не стали массовыми продуктами на рынке. На отраслевом съезде NAUM’19, который прошел в Японии 5–6 ноября, рассказали, как нанотехнологии могут решить эти проблемы.

Jonathan Coleman, AMBER Centre, Trinity College Dublin — копия.jpeg

Производители аккумуляторов в настоящее время стремятся достичь энергоемкости 300 Вт/кг. Профессор Джонатан Колман из центра AMBER в Тринити-колледж (Дублин) в своем совместном проекте с Nokia уже вышел далеко за рамки этой цели. Заменив связующее и проводящую добавку (обычно технический углерод) на графеновые нанотрубки TUBALL, исследовательская группа создала высокопроводящие электроды с рекордной толщиной, что привело к максимальной энергоемкости. «Углеродные нанотрубки дают очень необычную композитную структуру – она ​​называется сегрегированная сеть, где нанотрубки образуют «паутину», которая обволакивает частицы. Это означает, что у вас есть как очень хорошее электрическое соединение с частицами, так и фантастические механические свойства». Группа Колмана использует одностенные углеродные нанотрубки как в катоде, так и в аноде. «Вы можете видеть, что показатели соответствуют теоретическим ожиданиям, и мы получаем энергоемкость 400 Вт/кг», – добавил профессор Колман.

Cen Wang, Amprius (Nanjing — копия.jpg

Переходя от лабораторных результатов к массовому промышленному производству, другой докладчик NAUM'19 поделился своими данными о том, как графеновые нанотрубки работают в кремниевых анодах. «Нанотрубки создают кокон вокруг частиц электрода, образуя единую сеть, которая укрепляет электрод», – сказал Цень Ван, вице-президент Amprius (Nanjing) и директор Центра исследований и разработок. «В результате мы получаем кремниевый анод с превосходной стабильностью цикла и энергоемкостью более 300 Вт/кг для применения в аккумуляторах для электромобилей», – добавил Цень Ван. Компания Amprius известна как создатель литий-ионных аккумуляторов с самой высокой энергоемкостью в мире.

Андрей Сенють, генеральный директор OCSiAl Energy, сообщил о быстро растущем спросе на графеновые нанотрубки со стороны производителей аккумуляторов, для которых особенно ценно то,  что нанотрубки позволяют использовать значительно больше кремния в аноде по сравнению с другими добавками, при этом без ущерба для срока службы аккумуляторов. «Семь из десяти крупнейших производителей литий-ионных аккумуляторов уже производят или находятся на экспериментальной стадии производства аккумуляторов с добавлением TUBALL. Вы можете купить такие аккумуляторы на рынке с емкостью, аналогичной емкости аккумуляторов, используемых в Tesla Model 3, но по более низкой цене», – сказал Андрей Сенють.

В свою очередь, графеновые нанотрубки, являющиеся лучшей проводящей добавкой на рынке, уже широко применяются в катоде. На съезде NAUM'19 в Киото Шихиро Шинода из Daikin Industries поделилась данными компании о новом связующем веществе с нанотрубками TUBALL, которое используется в катодах для повышения электропроводности, стабильности суспензии, улучшения гибкости, емкости и сцепления.

Мировой рынок литий-ионных аккумуляторов находится на пороге перемен. Танака Йошиаки, старший научный сотрудник ведущей японской исследовательской организации Yano Research Institute, сообщил на NAUM'19, что в настоящее время основным применением литий-ионных аккумуляторов все ещё остаются смартфоны, но доля электромобилей растет стремительно вместе с ростом их производства и созданием соответствующей городской инфраструктуры. Эта тенденция увеличивает спрос на графеновые нанотрубки ввиду их высокого потенциала для создания аккумуляторов с высокой энергоемкостью. Первые серийные электромобили с литий-ионными аккумуляторами, улучшенными графеновыми нанотрубками TUBALL, уже выпущены на китайский рынок.

Источник: EvNerds