https://moskwanews.ru

Быстрая зарядка, долговечный аккумулятор и комфортная температура в салоне — именно такими представляют будущее электромобилей ученые из Балтийского федерального университета имени И. Канта. О разработках университета для российского экологичного транспорта рассказали специалисты вуза.

**Полная зарядка быстрее, чем у телефона**

Современные литий-ионные аккумуляторы часто ограничены по скорости зарядки и сроку службы из-за характеристик анодов — одной из важнейших частей батареи. Обычно аноды производятся из углеродных материалов, таких как графит. Слоистая структура графита позволяет ионам лития проникать между "листами" углерода во время зарядки аккумулятора и возвращаться обратно при разряде.

Однако при быстрой зарядке ионы лития могут неравномерно распределяться, что разрушает структуру анода, приводит к нагреву, ускоренному износу и, как следствие, необходимости полной замены батареи в смартфонах, роботах-пылесосах, кардиостимуляторах и электромобилях.

Специалисты БФУ разработали новый способ получения углеродного анодного материала nC. Лабораторные испытания показали, что аккумуляторы с этим анодом стабильны при зарядке током 3C — полном заряде за 20 минут. Аккумуляторы с nC-анодом выдерживают до 5000 циклов зарядки-разрядки без заметной деградации и потери емкости при высокой скорости заряда. В университете планируют увеличить скорость зарядки еще больше, при этом требуется доработать и другие компоненты батареи.

Сейчас в лаборатории работают два реактора, производящих по 10 граммов материала в час, а в будущем планируется выйти на опытное производство до 300 тонн в год. Полный производственный цикл включает синтез, обработку материала и сборку аккумуляторных прототипов.

**Надежная защита от холодов**

Для стабильной работы электротранспорта важен и корпус аккумулятора, задача которого — поддерживать рабочую температуру батареи. Оптимальный диапазон температур для современных литий-ионных аккумуляторов — от +20 °C до +40 °C. На холоде снижается ионная проводимость электролита, повышается внутреннее сопротивление, а зарядка при –5 °C и ниже может привести к осаждению металлического лития, сокращающего срок службы батареи или вызывающего короткое замыкание. Поэтому производители блокируют быструю зарядку при отрицательных температурах.

В БФУ разработали корпус с системой регулирования температуры во время предпускового прогрева аккумулятора: перфорированная конструкция из пластин с нагревательными полотнами между ними позволяет активировать подогрев по каждой пластине при холодном запуске и использовать воздушное охлаждение при нагреве. Испытания в климатической камере показали, что с новым корпусом емкость аккумулятора на морозе увеличивается с 60 до 85 процентов от максимальной.

Электромобиль с этим новым "упакованным" аккумулятором сможет сохранять больше заряда на морозе, что увеличит запас хода или позволит двигаться быстрее. В настоящее время разрабатываются прототипы таких батарей, и к концу года они будут готовы к совместным испытаниям с коммерческими партнерами.

**Надежность и комфорт**

БФУ объединяет несколько научных групп, которые работают над новыми материалами, инженерными системами аккумуляторов и программным обеспечением для итоговых изделий. Эти проекты встроены в российские производственные кооперации в сфере аккумуляторов. Калининградская область становится пилотным регионом по развитию индустрии электротранспорта.

Основное внимание уделяется адаптации электромобилей к российскому климату — ключевую роль здесь играют аккумуляторы, способные работать при очень низких температурах, быстро заряжаться и сохранять эффективность на протяжении тысяч циклов перезарядки. Параллельно ведутся исследования по улучшению комфорта электротранспорта, включая системы терморегуляции салона на основе тонких проводящих нитей и разработку отечественных платформ управления электромобилями.

Все исследования реализуются в рамках программы академического лидерства "Приоритет-2030".