Погоня за новыми литиево-ионными батареями начата

С выделением многомиллионной поддержки началась разработка новых поколений аккумуляторных батарей с высокой плотностью энергии с целью их дальнейшего применения в гибридных автомобилях с зарядкой батарей от сети, а также в электромобилях будущего. Под руководством компании BASF Future Business ГмБХ в рамках консорциума «HE-Lion», охватывающего смежные области науки и техники, 18 партнеров из промышленности и науки намереваются в последующие четыре – шесть лет разработать и довести до серийного производства более экономичные, более производительные и более надежные литиево-ионные аккумуляторные батареи. Для этого министерство образования и науки (БМБФ) выделяет грант в размере 21 млн. евро на проект «HE-Lion» в рамках инновационного альянса «Литиево-ионные батареи ЛИБ 2015», и такую же сумму внесут участники консорциума из собственных средств.

«Этот альянс – существенный вклад для укрепления Германии как страны инноваций. Путем проведения исследований нам необходимо как можно скорее достичь решающего технологического прорыва в области материалов для аккумуляторных батарей. Лишь после этого мы сможем сделать электромобильную технику доступной в плане цены, а также определить новые области для ее использования», — говорит к.т.н. Andreas Kreimeyer, член совета директоров компании BASF и представитель исследователей в этом консорциуме. Инициатива БМБФ ЛИБ LIB 2015 с общим объемом инвестиций на сумму 60 млн. евро для нескольких консорциумов преследует целью до 2017 года вывести на рынок более производительные, более надежные, а также, прежде всего, доступные в плане цены литиево-ионные аккумуляторные батареи для силовых установок будущего, например, для гибридных автомобилей с зарядкой батарей от сети, ну или сверхъемкостных повербанков. В то время как существующие на сегодняшний день литиево-ионные батареи первого и второго поколений уже активно используются в ноутбуках, смартфонах или фото/видеокамерах, для третьего и четвертого поколений необходимо разработать новую, более стабильную систему. Решающими факторами успеха для новых батарей будут высокая надежность, высокий к.п.д и доступная цена. При этом необходимо стремиться достигнуть двух-, а то и пятикратной плотности энергии по сравнению с известными на сегодняшний день системами батарей. Последние должны обеспечивать для гибридных автомобилей с зарядкой батарей от сети, а также электромобилей приемлемые величины запаса хода. Такие батареи, разработанные на базе сегодняшних серийных моделей, в будущем должны заряжаться через 200 км пробега вместо сегодняшних 50 км. Для этого в первую очередь необходимо усовершенствовать катод батареи. BASF разрабатывает целый ассортимент катодных материалов, специальных оксидов металлов, которые изготавливаются путем высокотемпературного синтеза. Данная работа охватывает концептуальный дизайн материалов, лабораторный синтез и scale-up, т.е. перенос на масштабы производства. В настоящее время стоимость применяемых материалов составляет более чем 50% от стоимости литиево-ионных элементов.

Вышеуказанный промышленный консорциум охватывает широкий спектр деятельности, начиная от исследований материалов и заканчивая системной интеграцией. Такие компании, как BASF, Freudenberg Vliesstoffe и SGL Carbon отвечают в этом проекте за изготовление материалов. Разработкой прототипов и технологией элементов аккумуляторных батарей будут заниматься институт Фраунхофера г. Итцехое, а также компании Gaia, Leclanché и Bosch. Адаптацией в автомобиле — Volkswagen. Энергоконцерн EnBW будет разрабатывать модели, чтобы объединить батареи с высокой плотностью энергии в концепт блока питания с целью компенсации нагрузки. По фундаментальным исследованиям будет вестись сотрудничество с университетами Берлина, Бонна, Клаусталя, Дармштадта, Гиссена, Ганновера, Мюнстера, а также с институтом Пауль Шеррера из Швейцарии и Лейбниц-институтом Дрездена.