Příslib baterie, která se nabije za šest minut, není novinkou. Takový vývoj se objevuje v laboratořích, píše se o něm v tiskových zprávách a pak odeznívá. Proč? Protože chemická industrializace je noční můra. Konkurovat stávajícím produktovým řadám je příliš obtížné nebo drahé. Startup Echion Technologies tvrdí, že kód prolomil.
Jean De La Verpilliere založil Echion při postgraduální práci v nanovědě na University of Cambridge. Obchodní nabídka společnosti je agresivní. Společnost tvrdí, že její nová lithium-iontová chemie může zkrátit dobu nabíjení smartphonů a elektrických vozidel na pouhých šest minut. Na rozdíl od mnoha jiných průlomových produktů, které zůstávají ve fázi výzkumu a vývoje, Echion říká, že je připraven na komerční uvedení v příštím roce.
Použití tajného prášku místo grafitu
Technologie Echion je založena na jednoduchém přepínání. Nahrazuje standardní zápornou grafitovou elektrodu lithium-iontových baterií patentovaným speciálním práškem. Přesné chemické složení je obchodním tajemstvím. Vynálezci tvrdí, že materiál může podporovat rychlé nabíjení bez běžných bezpečnostních rizik, jako je tepelný únik nebo tvorba dendritů.
Pokud tomu tak je, lze baterii pomocí této součásti plně nabít za 6 minut. Funguje v jakémkoli měřítku.
Echion v současnosti produkuje kilogram prášku denně. Na baterii elektromobilu to stačí. Společnost v současné době rozšiřuje rozsah výroby na 1000 tun ročně. Tvrdí, že to nebude vyžadovat nové továrny. Místo toho může být materiál začleněn do stávající infrastruktury pro výrobu baterií s minimálními kapitálovými náklady.
Žádné konkrétní informace však tisková zpráva nezmiňuje. Není možné říci, kolik nabíjecích cyklů baterie vydrží před degradací. Vydrží tak dlouho jako standardní lithium-iontová baterie? Na to, zda se Echionovi sázka vyplatí, si budeme muset počkat do příštího roku.
Toshiba SCiB: 6 minut – 320 km
Toshiba v tomto směru pracuje již delší dobu. V říjnu 2017 japonský gigant oznámil novou generaci technologie SCiB (Super Charge ion Battery ). Vlastnosti jsou působivé. Dojezd je údajně 320 km po 6 minutách nabíjení. Komercializace je plánována na rok 2019.
Toto není první ukázka rychlého nabíjení společnosti Toshiba. SCiB byl uveden na trh v roce 2008. Původní verze se dokáže nabít na 90 % za 5 minut a má životnost 10 let. Tyto baterie se používají v běžných elektrických vozidlech, jako je Mitsubishi i MiEV (Peugeot iOn ve Francii) a Honda Fit EV. Tyto rané modely používaly lithiové anody oxidu titaničitého.
V nové verzi je kapacita zdvojnásobena změnou materiálu. Anoda v současné době používá směs oxidu titaničitého niobu (NbTi). Tato slitina má supravodivé vlastnosti při nízkých teplotách. Společnost Toshiba oznámila, že zvládla metodu syntézy a zarovnání krystalů NbTi, která účinně zdvojnásobuje energetickou hustotu tradičních konstrukcí na bázi titaničitanu lithného.
Testování prototypu 50Ah SCiB ukázalo, že vydrží 5 000 nabíjecích cyklů při zachování 90 % původní kapacity. Baterie je také odolná vůči chladnému počasí. Nabíjení je účinné při teplotách až -10 °C a dosažení významné úrovně nabití trvá přibližně 10 minut. Tato výdrž podporuje tvrzení, že vůz dokáže ujet 200 mil po rychlé 6minutové zastávce.
Prvních 5 minut slibuji
Tlak z ultrarychlého nabíjení není novinkou. V listopadu 2009 oznámila společnost Toshiba plány na hromadnou výrobu baterií SCiB pro automobilový průmysl. Cíl byl smělý: nabít elektromobil za pět minut.
Definovali cestu SCiB, aby se stali konkurenceschopnějšími v nabíjení a doplňování paliva. Doba nabití na 90 % byla naměřena za 5 minut. Trvanlivost je také prodejní argument. Podle společnosti Toshiba baterie vydrží více než 6 000 cyklů nabití/vybití po dobu 10 let každodenního používání bez výrazného snížení výkonu.
Propast mezi prototypem a produktem je velkou překážkou. Společnost Echion sází na to, že její přístup založený na prášku se vyhne nákladové bariéře. Společnost Toshiba vylepšuje anody z oxidových slitin již více než deset let. Obě strany hledají stejný svatý pohár. Čas běží a čas se tráví testováním, zda obě strany dokážou splnit svůj slib 6minutového nabíjení v měřítku.
Časový rozdíl nabíjení: od 30 minut do několika hodin
Toshiba rozšiřuje svou přítomnost. Společnost již vlastní vlastní výrobní závod na baterie SCiB a plánuje otevřít druhý závod na jaře 2011. Její cíl je velmi ambiciózní: v prvním roce vyrobit 500 000 baterií měsíčně a poté rozšířit výrobu o dodávky velkých výrobců hybridních a elektrických vozidel. Jsou mezi nimi očekávané plug-in hybridy jako Chevrolet Volt a Opel Ampera.
Současná realita elektromobilů je s tím v ostrém kontrastu. Většina vyráběných lithium-iontových baterií se nabije během několika desítek minut. Vezměte si například Nissan Leaf a Mitsubishi i-MiEV. Oba modely byly uvedeny na evropský trh koncem roku 2010. Nabití na 80 % trvá 30 minut, ale pouze při použití samostatné nabíjecí stanice. Připojení ke standardní 200voltové zásuvce může trvat několik hodin.
Právě tento rozdíl definuje uživatelskou zkušenost. Rychlé nabíjení existuje, ale záleží na konkrétní infrastruktuře. Pomalé nabíjení je univerzální, ale pro rychlé doplnění energie nepohodlné. Technologie SCiB společnosti Toshiba má za cíl zaplnit tuto mezeru vyšší hustotou výkonu a mírou absorpce energie.
“Právě tento rozdíl definuje uživatelskou zkušenost. Rychlé nabíjení existuje, ale závisí na konkrétní infrastruktuře.”
Pro řidiče je rozdíl mezi 30 minutami a třemi hodinami srovnatelný s rozdílem mezi krátkou přestávkou na kávu a dlouhým obědem s přáteli. Infrastruktura určuje chování. V oblastech, kde jsou koncentrovány rychlonabíjecí stanice, je snížená obava z dosahu. Pokud jsou k dispozici pouze standardní zásuvky, řidiči plánují své cesty na základě doby nabíjení. Expanze společnosti Toshiba ukazuje, že průmysl investuje do objemu výroby, aby snížil náklady a zlepšil dostupnost.
Rychlost není jediný problém. Jde o stabilitu. Vydrží elektrická síť takové zatížení? Budou baterie schopny odolat opakovanému rychlému cyklování bez degradace? Další závod společnosti Toshiba poskytuje odpověď. Více produkce znamená více dat. Více informací znamená lepší chemické složení baterie.
Mezitím čas běží.
