Литий-ионные аккумуляторы для холодного климата

Аватар пользователя green

Некоторые камрады на АШ сильно волнуются за литий-ионные батареи для Крайнего Севера, так я могу их успокоить.

Но для начала напомню, что, действительно, при низких температурах литий-ионные батареи работают неэффективно. Например, при снижении температуры наружного воздуха с 22 гр.С до -8 гр., пробег снижается на 43%,что показали исследования Американской  автомобильной ассоциации.

Предлагались разные способы решения этой проблемы: введение добавок в электролит, высокочастотный нагрев аккума, теплоизоляция аккума и т.д.

Ученые Пенсильванского университета (США),все имена китайские, предложили нагревать каждую ячейку аккума с помощью сверхтонкой никелевой фольги за счет энергии самой батареи. Как показали опыты, самонагрев  аккума  с -20 гр.С до 0 гр С происходит за за 20 секунд, а с -30 гр.С за 30 секунд. При этом расходуется 3,8% и 5,5% емкости аккума. Ученые надеются в ближайшее время  улучшить эти показатели. Подобная конструкция позволяет ускорить зарядку аккума на холодном воздухе примерно в  11 раз, а также существенно продлить срок службы устройства.

Что касается экономики,то стоимость аккума увеличивается на  0,5% и масса на  1,5%.

Конструкция аккума  запатентована фирмой ЕС Power.Ею же налажено и серийное производство  саморазогревающихся аккумов.

Подробности смотри  тут :Chao-Yang Wang, Guangsheng Zhang, Shanhai Ge, Terrence Xu, Yan Ji, Xiao-Guang Yang & Yongjun Leng (2016) “Lithium-ion battery structure that self-heats at low temperatures” Nature doi: 10.1038/nature16502

 

Комментарии

Аватар пользователя Stiva
Stiva(12 лет 1 месяц)

они выпускают продукцию,а вы изучаете списки.Удачи

Это не продукция, а понты. Удачи.

Нет ничего инновационного в распихивании кучи ноутбучных элементов 18650 в плоскую конструкцию, нет ничего инновационного и в электромоторе.

Аватар пользователя shaptmos
shaptmos(11 лет 1 месяц)

никто еще ничего и близко не сделал для того, чтобы изобретение пошло в массовый выпуск, а адепты зеленки уже говорят так, как будто оный подогрев уже полгода на всех машинах стоит)) чудны дела.

Аватар пользователя green
green(11 лет 3 недели)

Я что-то  пропустил?Жители Сибири готовы покупать электрожоповозки в массовом порядке?

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя alex_midway
alex_midway(12 лет 1 месяц)

Вопрос цены. По такой цене они нужны тока миллионерам.

Аватар пользователя green
green(11 лет 3 недели)

Нужна ещё инфраструктура.Зарядные станции,линии передачи,подстанции и т.д.

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя alex_midway
alex_midway(12 лет 1 месяц)

Только при массовом выпуске. Иначе создавать инфраструктуру нет никакого смысла.

Аватар пользователя green
green(11 лет 3 недели)

В обозримом будущем Сибири  это не грозит.Ей больше подойдут авто на природном газе,потом на водороде.

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя Влад_мир
Влад_мир(8 лет 3 месяца)

 "Аккумуляторщики" так же избегают вопросов о последствиях аварийных ситуаций. Сталкиваются два автомобиля на скорости 80 км в час, и вся литий ионная субстанция разлетается в радиусе 50 метров, на радость окружающим любителям "зеленого" мира. Придется еще потратится на защиту батареек от механического повреждения, само собой еще немного крепкого пластика или металла на борту. Так как аккумуляторы набраны из типовых мелких элементов, не все так просто с коробками для набора батареек, которые будут безопасны при крушениях теслоавтомобилей. Для справки, 5 местный тесла седан весит более двух тонн. Это примерно  на 500 кг больше  чем Форд Мондео с подобным типоразмером и ТТХ. Но люди верят, верят что можно будет заряжать свой дырчик от домашней розетки по 2,5 рубля за киловатт.

Аватар пользователя green
green(11 лет 3 недели)

А,ну да,бенз не разливается и даже не взрывается.yes

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(8 лет 11 месяцев)

химический ожог страшная штука. А так только статистика покажет что безопасней при массовом использовании

Аватар пользователя Stiva
Stiva(12 лет 1 месяц)

При массовом использовании автомобиль с ДВС за срок своей эксплуатации (считая бензин) наносит экологии меньше вреда, чем нынешняя батареечная машинка на момент выезда из ворот фабрики. Химия.

Аватар пользователя Hanuman
Hanuman(9 лет 9 месяцев)

Вообще то для этого есть LiFePo аккумуляторы.

(Литий железо полимерные аккумы)

Они долговечные и хорошо работают при -20

Можно спокойно купить для шурика 4 LiFePo аккума и упаковать в банку вместе с драйвером заряда-разряда.
Такая банка акумов прослужит лет 10 и не боится мороза.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(8 лет 7 месяцев)

(Литий железо полимерные аккумы)

 

Уф-ф... (вытирая пот со лба). А я уже подумал, что это полониевые аккумуляторы )))

Аватар пользователя green
green(11 лет 3 недели)

Но есть одно но.Их удельная  емкость в два раза ниже,чем у литий-ионных.

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя Hanuman
Hanuman(9 лет 9 месяцев)

Не в два а в 1,5 раза.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(8 лет 7 месяцев)

Спасибо, немного успокоили. Но, как я понимаю, "экономика" посчитана без учёта стоимости патента.

Аватар пользователя green
green(11 лет 3 недели)

Сие мне неизвестно.Но фирма выпускает аккумы по собственным патентам.Будут ли желающие его купить - время покажет.

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя Stiva
Stiva(12 лет 1 месяц)

Если не впадать в эйфорию от слова "патент", само по себе это ещё ни о чём не говорит. Патенты бывают разные - Apple вот запатентовала прямоугольник со скруглёнными углами. Пусть они встроили самонагреватель в батарею, хорошая идея. Но от этого электроигрушки на оных батарейках не стали ни ёмче, ни теплее зимой, а батарея осталась всё тем же элементом 18650, только способным ухлопать часть заряда на не относящиеся к движению задачи.

Аватар пользователя play86
play86(8 лет 10 месяцев)

Подобные новости о всяческих "прорывах" в области аккумуляторостроения появляются с периодичностью в 2-3 месяца, а воз и ныне там.

Аватар пользователя stil
stil(10 лет 10 месяцев)

Вопрос: На сколько хватит лития?

Аватар пользователя tokomak
tokomak(12 лет 3 месяца)

Лично я надеюсь что всепланетного внедрения такого безумия не будет и литий останется на месте. А будет придумано что-то более удобное для накопления или для производства электроэнергии на борту авто.

Аватар пользователя stil
stil(10 лет 10 месяцев)

Пока такого аккумулятора нет. Даже теоретически. И это очень печально.

Аватар пользователя Царь
Царь(8 лет 2 месяца)

Это повредит батарею. Можно получить глубокий разряд при остывании батареи на стоянке.

Комментарий администрации:  
*** Лживый поганец ***
Аватар пользователя alexthesage
alexthesage(10 лет 3 месяца)

Если осталось меньше 5% заряда аккумулятора для его разогрева - то с этой стоянки даже без разогрева далеко не уедешь. Речь идет именно о мгновенном разогреве для лучшей отдачи заряда, а не о постоянном поддержании "паров".

Аватар пользователя vleo
vleo(9 лет 8 месяцев)

Натрий-солевые аккумуляторы по определению не боятся холода - у них рабочая температура внутренняя - +150С. И емкость не хуже, чем у литиевых. Ну и металла натрия и никеля... как бы дефицита нет. Равно как их солей. Да, их нужно разогревать перед запуском, но с этим справится небольшая свинцово-кислотная батарея. При остывании батареи никаких негативных процессов не происходит - зато, в охлажденном состоянии никакого саморазряда нет - вообще.

 

Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(11 лет 1 неделя)

Осталось только ответить на сакраментальный вопрос: что произойдёт с аккумуляторами, которые двигали электромобили, испытавшие лобовое столкновение на скорости 80 км/ч?

Аватар пользователя vleo
vleo(9 лет 8 месяцев)

А что - бензин, в бензобаке вас не смущает? Он еще жидкий и летучий - чего не скажешь про расплав соли при температуре +150С. А Вы в курсе о горючести литиевых батарей?

Аватар пользователя fastor
fastor(8 лет 11 месяцев)

Они-же натрий-солевые. Великолепная вещь:

Никель-солевой аккумулятор

  • Показатели удельной энергоёмкости:
  • 140 Вт. ч / кг (Для сравнения в свинцовых АКБ: 25-35 Вт. ч / кг)

Ключевые преимущества

  • Не подвержены влиянию высоких и низких температур. Неизменные эксплуатационные характеристики в широком температурном диапазоне от −20°С до +60°С для батареи с BMS и вплоть до +150°С для блока элементов без BMS.
  • Высокие показатели цикличности: расчётный ресурс службы — около 4500 циклов. (>3000 циклов @ 80% DoD)
  • Снижение ёмкости имеет прямолинейную нисходящую характеристику (то есть они не подвержены внезапному падению ёмкости как, например, свинцово-кислотные батареи)
  • Очень высокие показатели удельной энергоёмкости (140 ватт*час/кг и 280 ватт*час/лит).
  • Очень низкая совокупная стоимость владения в период эксплуатации и хранения.
  • Длительный срок службы и практически неограниченный срок складского хранения: батареи не стареют и не утрачивают своих характеристик даже через 10-20 лет складского хранения.
  • Батарея абсолютно герметичная: отсутствует газовыделение в окружающую среду.
  • Изготавливаются без использования высокотоксичных материалов, таких как свинец, кадмий.
  • На 100 % пригодны к утилизации: сталь, никель, железо, соль и керамика.
  • На 70 % легче и на 30 % компактнее свинцово-кислотных батарей.
Аватар пользователя 8r3y
8r3y(9 лет 7 месяцев)

Резюмирую:

1. среди ярых борцунов с "апологетами" электрокаров в основном - любители общественного транспорта;

2. мнения камрадов делятся почти поровну;

3. однозначного вывода в ходе дискуссий получено до сих пор не было.

От себя хочу добавить:

1. вроде как первые самобеглые коляски были как раз-таки на электротяге;

2. вроде как климатические системы типа печки в автомобилях для пролетариев появились совсем не сразу, и ничего, это не мешало индивидам наслаждаться одной из степеней свободы - перемещения;

3. всё-таки противникам персональных электрокаров стоит признать значительно больший КПД электродвигателей, а следовательно и перспективность этого направления;

4. а так же стоит признать, что несмотря на всё сопротивления нефтяников, жидорептилоидов и прочих не зелёных бесов - персональный электротранспорт давно уже вышел из штанишек прототипов, а вполне себе пригодный к употреблению продукт.

И если кто не знаком с мериканским проектом: https://ru.wikipedia.org/wiki/General_Motors_EV1

Аватар пользователя faraon
faraon(11 лет 3 недели)

Проблема решается очень легко: при движении электромобиля, из него выдвигается небольшой ветряк (наподобие как у яхт применяется) и заряжает батарею. Чем быстрее движение - тем больше ток заряда, т. е. чем больше скорость - тем больше расстояние вы можете проехать. КПД, по моим расчётам, приближается к КПД вечного двигателя.
Странно, что раньше это не пришло никому в голову.
Похоже, я самый умный!

Аватар пользователя 8r3y
8r3y(9 лет 7 месяцев)

Слушайте, а если выдвинуть еще один или более ветряков - полученные излишки энергии с профитом можно будет продавать!
Вы непременно должны запатентовать это изобретение.

Аватар пользователя sam1964
sam1964(10 лет 2 месяца)

Интересно, если откинуть жоповозки, то изобретение полезное? 

Неужели северянам не нужны акумы в других областях применения?

Аватар пользователя fastor
fastor(8 лет 11 месяцев)

Вот тут ребята из Луганска предлагают аналогичную технологию обогрева/разогрева, но только фольга аллюминиевая... - обёртка от конфет:
http://www.youtube.com/watch?v=jmCsVw5CuDE&list=PLKcrtC0fsVC2t0V-yjkz8MQ...

Аватар пользователя Слон Пахом
Слон Пахом(9 лет 3 месяца)

Сегодня была информация, что за долги банкротят принадлежащий "РосНано" завод по производству литий-ионных аккумуляторов

Аватар пользователя Влад_мир
Влад_мир(8 лет 3 месяца)

При этом расходуется 3,8% и 5,5% емкости аккума.

Тесла автомобиль имеет емкость батареи 85 квт\час.  (самый мощный на 400 км пути)

Габариты батареи 2.1х1.2х0.15 метров. Масса 450 кг.

То есть потребуется примерно 4,5 квт\час потратить на обогрев полутонного аккумулятора, при температуре от  -20 до нуля. Или по 10 Ватт в час  на килограмм батареек.  Может я заблуждаюсь, поправьте меня, но как  то нереально согревать в течении часа килограмм металла с -20 до нуля  тратя всего 10 Ватт энергии в час. 

 Дополнительно необходимо иметь какой то драйвер управления подогревом, так как летом температура будет под 40 градусов и обогрев нужно выключать.

 Еще немного информации по тесла автомобилю. При максимальной скорости , асинхронный трехфазный электро двигатель приходится охлаждать посредством ( внимание!) водяного охлаждения. Его так же пускают на обогрев салона, не уверен что хватит на -25, но уже что-то есть. А вот с кондиционером все печальнее. Там придется вращать компрессор  который напрямую будет кушать киловатта два, полтора в час. Плюс электроусилитель руля, оптика, приводы дворников, омыватели , музыка и модные видео экраны, электроника управления частотным преобразователем, основной контроллер и бортовая сеть.  Заявленное высокое КПД падает при реальных условиях эксплуатации.  За всю историю продали 32000авто в мире.

 Тесла автомобили могут занять определённую нишу индивидуального авто у любителей псевдозеленой энергии за приличные деньги. Но в грузовом транспорте это пока абсолютно негуманная конструкция. 

 Так же фанаты как то слабо воспринимают, что для осуществления даже частичного перехода на аккумуляторную тягу, потребуется колоссальное количество инфраструктуры распределённых зарядных станций и собственно самих генерирующих мощностей, с добычей гигантского количества цветных металлов и системы утилизации щелочных или кислотных  батарей. На производство всего этого то же нужно сжечь кучу энергии. А на выходе жоповозки с субсидируемой ценой.    

 

Аватар пользователя alexthesage
alexthesage(10 лет 3 месяца)

 самонагрев  аккума  с -20 гр.С до 0 гр С происходит за за 20 секунд, а с -30 гр.С за 30 секунд.

О каком часе идет речь?

Аватар пользователя Влад_мир
Влад_мир(8 лет 3 месяца)

Тут не понятно какой размер (масса) этого аккумулятора. Или Вы верите что килограмм железа можно разогреть за 20 секунд 10 Ваттами? Так же сколько раз будет этих по 20 секунд? Разогрели один раз, на улице -20 , через сколько то остыл, снова 20 секунд на обогрев.

Аватар пользователя alexthesage
alexthesage(10 лет 3 месяца)

У теслы есть очень хорошая особенность - электрическая печка она начинает дуть горячим воздухом СРАЗУ.

Вообще странно, что автопроизводители не догадались сделать электропечку (хотя бы пока двигатель не прогреется), понятно, что в антифризе запасено халявное тепло, но как же холодно сидеть в железной банке при -25 первые пятнадцать минут.

Аватар пользователя Влад_мир
Влад_мир(8 лет 3 месяца)

 На Ауди А6 в каких то комплектациях ставили 100амперный генератор И небольшие тены на выходы дефлекторов. Дуло сразу. Но все равно слабо.

 Еще немного инфы про тесломобиль. Аккумуляторную секцию дополнительно охлаждают водяным коллектором. Для ее изготовления (85квт) используют 7104 аккумулятора  Panasonic NCR18650B , напряжение 3,7 Вольт, макс. емкость под 9 Ампер часов. Получается мощность 3,7*9=33,3 Вт час. Округленно 30 Вт. 30 умножим на 7101 , получаем мощность всей батареи  213 кВт. А заявлено 85кВт. Казалось бы почему? А ларчик просто открывался. Емкость падает очень быстро, за год может упасть до 50%. Но кто купит машину которая через год снизит показатели в два раза? Представьте что у вас расход  бензина за год увеличился бы в двое.  Поэтому зарядка в теслоавто делается на 30 % что бы аккумулятор жил хотя бы лет 5. Таким образом электрокар возит 60% своей энергии (примерно 300кг) , про запас, для будущих зарядок. КПД соответственно  снижается. Это косвенно подтверждается относительно быстрой зарядкой 80% за 40 минут 20кВт мощностью.

 Другой момент. Батарея на замену стоит 12000 долларов. Если в ней 7104 элемента , драйвера, охлаждение , каркас из титанового сплава, защитные пластиковые кожухи, монтажные соединения. То один аккумулятор NCR18650B должен стоить около доллара. Но это не так, в розницу он стоит около 15$ , оптом  наверно 10$. Себестоимость вряд ли ниже 3$. Тут Маск скорей всего демпингует, пытаясь протащить идею за уши. Так как сам же и строит сеть бесплатных зарядных станций. 

 И еще немного экономики. Оптимистическая цена аккумуляторной сборки 12000 долларов. Литр бензина в США 0,56 центов. 12000/0,56=21 428 литров условного бензина. Срок эксплуатации батареи 8 лет.21248/8=2678 литров в год. Или 223 литра в месяц. Это почти еженедельная заправка по 60 литров или при среднем расходе в 11,5 литров 2000 км пути. по 60 км каждый день.  Если ошибся поправьте.  

 При массовом использовании бесплатных зарядных станций не будет. Нужно будет заряжать и не по потребительским ценам за деньги. Да это мало. В США 0,15 доллара за киловатт час 85*0,15=12,75 долларов одна заправка на 400 км. В месяц, на 2000 км это 5 зарядок, 5*12,75=63 доллара. Или  112 литров обычного бензина.

 Так есть ли перспективы у аккумуляторных авто?

Аватар пользователя ers
ers(11 лет 7 месяцев)

Плотность энергии на единицу массы у бензина до 3000 Вт⋅ч/кг (энергия хим.связи), у аккумов - до 200  Вт⋅ч/кг (энергия ионов), т.е. на порядок. Это соотношение задано физико-химическими свойствами, т.е. его не обойти напрямую через энергию в материалах, только через затраты на их получение. Пока затраты на получение бензина не станут на порядок больше затрат на массовое получение электроэнергии в сопоставимых емкостях, не взлетит. Особенно там, где холодно (т.к. КПД бензина увеличивается, если считать пользой и обогрев салона).

Страницы