Японские стартапы обещают в 10 раз увеличить емкость АКБ

Одной из основных задач инженеров, трудящихся в сфере электромобилей, является увеличение емкости аккумуляторов. Несколько стартапов из Японии уже добились впечатляющих результатов. Nikkei рассказывает их истории.

3Dom — стартап, появившийся в Токийском столичном университете в 2014 году. Его основал профессор Киёси Канамура (Kiyoshi Kanamura). Изначально он трудился в одиночку, а затем создал команду, куда вошли инженеры из крупных компаний — производителей бытовой техники, таких как Panasonic, и автопроизводителей. Теперь под его руководством трудятся 70 специалистов.

В 2022 году 3Dom планирует начать коммерциализацию литий-металлических батарей, которые при сравнимых габаритах и весе позволят получить вдвое больше энергии, чем современные литий-ионные источники питания. Благодаря этому удастся существенно увеличить запас хода электромобилей.

В настоящее время в большинстве литий-ионных аккумуляторов для отрицательных электродов используются углеродные материалы. Японская компания предлагает заменить их металлическим литием. Он позволяет значительно увеличить емкость, но склонен к коротким замыканиям и воспламенению.

Чтобы побороть негативную реакцию, компания разработала специальный сепаратор, который подавляет неравномерность химической реакции (именно она приводит к замыканию и воспламенению). Сепаратор имеет сферические отверстия диаметром несколько сотен нанометров, расположенные в идеальном порядке. Оптимальный размер и расположение отверстий обеспечивают равномерный поток ионов и равномерную химическую реакцию.

Сепаратор изготовлен из полиимида — термостойкого пластика, который не будет гореть даже при температуре 400 градусов Цельсия. В настоящее время 3Dom производит литий-ионные аккумуляторы в пригороде Сиэтла и планирует построить еще один завод в США, возможно, в следующем году.

Другой стартап, Azul Energy из города Сендай, фокусируется на производстве не всей батареи, а ее отдельных элементов. По словам его руководителя Хироши Ябу (Hiroshi Yabu), доцента Университета Тохоку, специальные катализаторы для батарей на основе кислорода и металлов позволят ускорить процесс разряда и увеличить общую емкость в 3-10 раз.

Правда, пока металл-воздушные батареи могут выдавать лишь небольшое количество электрического тока, что делает их непригодными для использования в электромобилях. Сегодня они применяются в основном в слуховых аппаратах. Но разработчики пытаются побороть и это ограничение, что в будущем позволит применять их в том числе в сфере транспорта.