CATL изучает литий-воздушные батареи с теоретической плотностью 3505 Вт·ч/кг
Экспериментальная технология задействует кислород из воздуха, что теоретически дает запас хода свыше 2000 км.
Китайский производитель аккумуляторов CATL ведет исследовательские работы по литий-воздушным элементам питания, способным теоретически обеспечить запас хода электромобилей свыше 2000 км (1243 мили), сообщает Interesting Engineering interestingengineering.com
Interesting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗. В отличие от традиционных литий-ионных батарей, эта архитектура задействует кислород из окружающего атмосферного воздуха.
В процессе разряда металлический литий вступает в электрохимическую реакцию с кислородом, образуя пероксид лития (Li₂O₂) и вырабатывая электроэнергию. При зарядке процесс обращается: пероксид распадается с высвобождением кислорода и восстановлением металлического лития. Отсутствие необходимости возить окислитель внутри ячейки обеспечивает расчетную теоретическую плотность энергии на уровне 3505 Вт·ч/кг по сравнению с 200–300 Вт·ч/кг у литий-ионных и 350–500 Вт·ч/кг у твердотельных систем.
Принцип работы
Архитектура литий-воздушного элемента напоминает двигатель внутреннего сгорания тем, что забирает окислитель извне, а не хранит все активные вещества внутри корпуса. В стандартных батареях оба электрода заполнены материалами, накапливающими и отдающими энергию. Исключение тяжелого катодного материала позволяет в теории снизить массу системы, хотя заявленные 3505 Вт·ч/кг пока основаны исключительно на стехиометрии химической реакции и массе кислорода.
Технические ограничения
Исследования технологии пока остаются на ранней стадии из-за проблем с циклической долговечностью interestingengineering.com
Interesting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗. Образующийся твердый пероксид лития постепенно осаждается в порах электрода, блокируя доступ свежего кислорода и снижая полезную емкость при разряде. Полностью обратить этот процесс при зарядке разработчикам пока не удается.
Дополнительную сложность представляет состав воздуха: помимо кислорода, в нем содержатся водяной пар и диоксид углерода. При контакте с электрохимической системой они создают побочные химические соединения, что требует интеграции систем фильтрации. В CATL подчеркивают, что проект носит исследовательский характер, а возможность коммерческого применения технологии еще не подтверждена.
