Графен может кардинально изменить аккумуляторы типа LFP.

Графит уже много лет является одним из основных материалов для аккумуляторов электромобилей, но его использование сопряжено с очевидной проблемой: оно зависит от цепочки добычи и переработки, которая создает дополнительное давление на сырье, необходимое для производства аккумуляторов. Поэтому появляются новые технологии, направленные на сокращение или даже полное устранение количества графита, требуемого для их функционирования. Одной из таких технологий является eCOphite — материал, разработанный американской компанией COnovate, который использует монооксид графена в качестве альтернативы аноду.

Это предложение кажется интересным, поскольку оно не предполагает мгновенной замены всего графита в аккумуляторе. eCOphite может использоваться в качестве материала анода или в качестве добавки вместе с другими материалами, что позволяет внедрять его в уже существующие процессы производства. Цель — снизить зависимость от графита, не заставляя производителей полностью перепроектировать свои производственные линии.

COnovate также утверждает, что этот материал можно производить с использованием сырья возобновляемого происхождения, без необходимости добычи графита. Компания работает над расширением масштабов производства и планирует применять eCOphite в различных областях индустрии литиевых аккумуляторов.

Но самым примечательным аспектом этой технологии является не только замена одного сырья на другое. eCOphite также направлена на решение конкретной проблемы аккумуляторов LFP — химической составляющей, которая быстро распространилась среди электромобилей благодаря своей стоимости, долговечности и отсутствию никеля и кобальта в катоде.

Инструмент для определения оставшегося запаса энергии аккумулятора

Аккумуляторы типа LFP обладают особенностью, которая может стать проблемой для их систем управления: их напряжение остается относительно стабильным на протяжении большей части процесса разрядки. Проще говоря, напряжение аккумулятора практически не меняется при расходовании значительной части доступной энергии.

Это затрудняет для системы управления аккумулятором точное определение количества оставшейся энергии, если использовать только напряжение в качестве одного из показателей. Проблема не связана непосредственно с емкостью аккумулятора или его автономностью, а с трудностями в точной оценке уровня заряда.

Именно здесь на сцену выходит eCOphite. По словам COnovate, этот материал может внедрить легко идентифицируемый сигнал напряжения в характеристики аккумулятора. Этот дополнительный сигнал позволил бы системе управления иметь более четкую точку отсчета для расчета уровня заряда во время работы аккумулятора.

Разница может показаться незначительной, но она имеет большое значение. Системе управления аккумулятором необходимо постоянно знать его состояние для контроля процессов зарядки и разрядки, защиты элементов аккумулятора и определения количества энергии, которое можно использовать. Чем точнее будет такая оценка, тем меньше системе потребуется прибегать к чрезмерно консервативным мерам безопасности.

В аккумуляторах типа LFP, у которых кривая напряжения особенно плоская, наличие дополнительной точки отсчёта может облегчить выполнение этой задачи. eCOphite не предназначен для увеличения автономности автомобиля сам по себе, а служит для подачи системе сигнала, позволяющего более точно определять положение аккумулятора в пределах его диапазона использования.

Эта особенность также может повлиять на долгосрочное использование. Более точная оценка уровня заряда позволяет лучше управлять доступной энергией и более точно определять характеристики аккумулятора. Поэтому COnovate ожидает преимуществ в таких аспектах, как техническое обслуживание, управление гарантиями и планирование замены или расширения систем хранения энергии.

Технология основана на так называемом графеновом монооксиде — материале, разработанном COnovate специально для использования в аккумуляторах. Компания владеет патентами, связанными с его составом и применением в электродах, и уже несколько лет работает над тем, чтобы сделать его материалом, который можно будет производить в достаточных объемах для коммерческого применения.

Одним из ключевых факторов будет демонстрация того, что свойства, полученные в процессе разработки, могут сохраняться при производстве материала в гораздо больших объемах. Переход от лабораторных условий к промышленному производству является одним из главных препятствий для любого нового материала для аккумуляторов, поскольку недостаточно того, чтобы он функционировал в экспериментальной ячейке: его необходимо можно стабильно производить, интегрировать в существующие процессы и обеспечивать стабильное поведение в течение тысяч циклов.

COnovate утверждает, что eCOphite можно использовать в соответствии с существующими методами производства анодов. Это открывает альтернативный путь по сравнению с технологиями, которые требуют полной замены материалов и процессов, используемых в настоящее время производителями.

Кроме того, компания изучала возможность использования этого материала для частичного сокращения количества графита. Эта стратегия может оказаться особенно интересной для промышленности, поскольку постепенная замена гораздо проще внедрить, чем полная смена технологии.

Источник | Conovateinc