Стальные батареи: Стальные радиаторы отопления по низкой цене. Купить стальные батареи в VseInstrumenti.Ru.

Панельные стальные радиаторы отопления | Какие батареи выбрать?

Стальные панельные радиаторы отличаются прочностью, компактностью, хорошей теплоотдачей. В магазинах представлено много моделей с разными характеристиками. Сегодня мы поговорим о том, какие панельные стальные радиаторы лучше использовать для системы отопления вашего дома.

Как выбрать стальной радиатор

Стальные радиаторы отопления — это устройства для обогрева комнат, состоящие из 1; 2 или 3 панелей. Каждая панель сделана из 2 стальных листов, которые сваривают по контуру. Между ними — каналы, по которым движется горячая вода (теплоноситель).

Чтобы улучшить отдачу тепла, производители оборудуют батареи конвекторами — П-образными ребрами, которые приваривают с изнанки. Как и панели, их делают из стали, но более тонкой.

Если батарея оснащена несколькими панелями, ее бока закрывают декоративными планками. Сверху ставят решетку для выхода теплого воздуха.

Как определить площадь нагрева

Чтобы узнать площадь обогрева, прежде чем купить стальной радиатор, смотрите технические характеристики к каждой конкретной модели.

Она зависит от:

Высоты — 30 — 70 см,
Длины — от 40 см до 3 м,
Толщины и качества стали,
Вида батареи,
Теплоотдачи.

Виды радиаторов

Стальные панельные радиаторы отопления делят на 7 типов и обозначаются 2 цифрами:

Первая — число панелей,
Вторая — сколько рядов ребер в конструкции.

Тип 10

Наиболее простой вариант, рассчитан на небольшое помещение. Он оснащен лишь одной нагревательной панелью, о чем говорит цифра «1». Ребра отсутствуют — «0».

Плюсы батареи:

Нет ребер — нет пыли, что является хорошим вариантом для аллергиков, людей с больными легкими / бронхами. Стальные панельные радиаторы можно ставить в маленьких комнатах, коридорах, ванной, туалете, на кухне. Радиатор помогает сэкономить на отоплении, если стоит счетчик.
Отсутствие боковых стенок, решетки значительно облегчает уборку.

Тип 11

В батареях 11 типа также 1 панель, но к тыльной стороне прикреплен 1 ряд ребер. Соответственно, декоративных планок по бокам и решетки сверху нет.

Стальные радиаторы 11 типа предназначены для комнат до 13 м2. Но, если сравнивать с предыдущим вариантом, могут обогреть большую площадь, а само помещение прогревается быстрее благодаря дополнительному ребру.

Тип 20

У стальных батарей 20 типа — две панели, но ребер нет. Сверху — решетка, через которую выходит теплый воздух. Радиатор нагревает комнату быстрее, чем предыдущие варианты, обогревает большую площадь. Тем не менее батарея рассчитана на комнату небольших размеров, не больше 13 м2.

Тип 21

Стальные панельные радиаторы 21 типа рассчитаны на небольшие помещения. Благодаря 2 панелям, 1 ряду ребер, они быстро нагреет помещение. Его также можно поставить в комнате до 15 м2, но жарко не будет. Есть декоративные боковые планки, решетка сверху.

Тип 22

Батарея 22 типа — самый распространенный вариант, который рекомендуют для комнат средних размеров (10-17 м2). У него есть 2 панели, 2 ряда ребер, декоративные планки, верхняя решетка.

Тип 30

У моделей 30 типа — 3 ряда панелей, но нет ребер. Сверху — решетка для выхода теплого воздуха. Такие радиаторы подойдут для больших комнат в клинике и детских учреждений, поскольку не притягивают пыли.

Тип 33

Модели 31 типа — мощные приборы, которые можно ставить для обогрева большой площади. В их конструкции:

3 панели — 2 внешних, одна в центре;
3 ряда ребер (2 + 1) — два находятся друг против друга, одно между панелями.

В радиаторе предусмотрены декоративные планки, решетка сверху. Из минусов — модель притягивает много пыли, поэтому требует тщательной уборки.

Теплоотдача

Прежде чем купить стальной радиатор, обратите внимание на теплоотдачу — количество тепла, которое отдает батарея за определенную единицу времени. Передача тепла проходит с помощью излучения (задействуются панели) и конвекции (ребра).

Максимальную теплоотдачу дают модели, которые используют оба метода.

Что может повлиять на теплоотдачу

Теплоотдача зависит от температуры:

Воды на входе / выходе радиатора;
В помещении.

Каналы, по которым движется вода внутри панелей, в стальных батареях очень узкие. Важно, чтобы жидкость была без примесей, поэтому на входе в подающую трубу квартиры надо ставить фильтр.

Варианты подключения

Панельные стальные радиаторы подключаются к общей системе отопления сбоку, снизу, реже — сверху. Во многих квартирах используют приборы с боковым подсоединением. Устройства, который подключаются снизу, подойдут, если надо сделать трубы незаметными.

Плюсы и минусы стальных панельных радиаторов отопления

Плюсы

Стальные батареи от чугунных, алюминиевых, биметаллических приборов отличают такие характеристики:

Низкое потребление энергии,
Компактность, незаметность,
Высокая теплоотдача при низкой инерционности,
Экологичность и безвредность, что позволяет ставить их в больницах, учебных заведениях,
Невысокая цена.

Из минусов:

Ржавчина, которая может появиться, если слить из системы воду. Чтобы этого избежать, купите батареи с антикоррозийным покрытием.
Необходимость поставить фильтр при монтаже, иначе каналы, по которым движется теплоноситель, могут забиться.

При нагревании помещения в воздух может подняться пыль, поэтому в комнатах, где есть стальные батареи, надо чаще проводить уборку.
Низкая цена по сравнению с алюминиевыми или чугунными аналогами, мощность, компактность батареи, долгий срок службы — причины, по которым потребители игнорируют минусы, делают выбор в пользу стальной продукции.

Полезные материалы:

Как выбрать радиатор для дома?

Радиаторы отопления, какие лучше для квартиры?

Какое выбрать отопление для дачи?

Вес различных видов радиаторов отопления

Характеристики стальных и биметаллических радиаторов

При комплектации систем отопления возникает вопрос оптимального выбора радиаторов.

Сегодня предлагается большой выбор этих приборов, которые могут быть изготовлены из разных материалов, от чего зависит область их применения и характеристики их эксплуатации. В том числе зачастую нужно решить, какие радиаторы лучше: стальные или биметаллические. Для правильного выбора необходимо рассмотреть основные особенности этих вариантов.

Стальные радиаторы

Батареи, сделанные преимущественно из стали, могут иметь панельную или трубчатую конструкцию. Наиболее распространенным типом сегодня является панельный радиатор. Он состоит из двух штампованных листов, которые между собой соединяются сваркой.

Благодаря форме листов между ними образуются каналы, по которым осуществляется циркуляция теплоносителя.

Стальные радиаторы отличаются эстетичным внешним видом. Кроме того, они могут иметь самое разнообразное исполнение. Сегодня выпускаются модели с межосевым расстоянием от 300 до 900 мм, что позволяет подобрать приборы отопления практически для любого помещения. Панельные радиаторы обеспечивают конвективный обогрев в сочетании с тепловым излучением.

Главным недостатком является их повышенная чувствительность к давлению. Рабочее давление составляет от 6 до 16 атмосфер. Гидроудары в системе могут приводить к разрушению стальных радиаторов.

Поэтому с помощью стальных панельных батарей обычно осуществляется автономное отопление. Они используются в составе индивидуальных систем со стабильными показателями качества используемого теплоносителя и рабочего давления.

Биметаллические радиаторы

Радиаторы отопления этой категории состоят из отдельных секций. Главное отличие стального радиатора от биметаллического заключается в том, что для его изготовления используются два металла. Конструкцию секции составляют верхний и нижний горизонтальные коллекторы и вертикальный теплопроводный канал, которые сделаны из высококачественной коррозионностойкой стали. Внешний слой радиатора с ребрами, повышающими теплоотдачу, выполняется из специального алюминиевого сплава.

Стальные трубы имеют цельнотянутое испарение, а для их соединения используется специальная технология сварки, обеспечивающая повышенные прочностные характеристики. Благодаря этому биметаллические радиаторы могут использоваться в автономных и централизованных системах отопления с рабочим давлением до 20-40 атмосфер. Также они обладают высокой устойчивостью к гидроударам.

Благодаря высокой теплопроводности алюминия, из которого выполнен внешний слой, биметаллические радиаторы обладают повышенными тепловыми характеристиками. За счет этого обеспечивается эффективное и качественное отопление помещений.

Сравнение двух типов радиаторов

Чтобы определить, что лучше: стальные или биметаллические радиаторы, необходимо сравнить их основные характеристики. Так, в радиаторах обоих типов материалом, который непосредственно контактирует с теплоносителем, является сталь. Это обеспечивает равную степень коррозионной стойкости приборов. Применение качественной стали специальных марок позволяет вывести эту характеристику на максимально высокий уровень.

Что касается прочности, то по этому параметру стальные радиаторы сильно уступают биметаллическим. Они имеют значительно меньшее рабочее давление и демонстрируют гораздо меньшую стойкость к гидроударам. Поэтому стальные радиаторы не допускается использовать в системах централизованного отопления, для которых гидроудары являются распространенным явлением, а рабочее давление зачастую имеет слишком высокие значения. С другой стороны, биметаллические батареи отлично подходят для централизованных систем.

Биметаллические радиаторы превосходят стальные панельные аналоги и по теплоотдаче на квадратный сантиметр площади примерно на 20 %. Соответственно, отопление одинаковой площади батарея меньшего размера обеспечит с такой же эффективностью, как и более габаритная стальная панель.

В целом выбор типа радиаторов необходимо осуществлять, исходя из конкретных условий их эксплуатации. В любом случае для комплектации систем централизованного отопления из этих двух вариантов можно использовать только биметаллические радиаторы.

Поставки качественных биметаллических радиаторов на выгодных условиях

Компания Ogint осуществляет оптовые поставки современных биметаллических радиаторов. Мы являемся непосредственным производителем. Для изготовления радиаторов применяются только передовые технологии и материалы отличного качества. Это позволяет обеспечить эффективную, надежную и долговечную работу в системах отопления любого типа. Мы предлагаем сертифицированные отопительные приборы, которые полностью отвечают требованиям отечественных стандартов и отлично подходят для эксплуатации в российских условиях.

Радиаторы Ogint характеризуются оптимальным соотношением цены и качества. Обратившись к нам напрямую, вы сможет получить максимально выгодную цену. Чтобы сделать оптовый заказ радиаторов, вы можете воспользоваться контактной формой на сайте или позвонить нам по телефону.

Каталог биметаллических радиаторов Ogint:

описание и ремонт устройства, плюсы и минусы панельной батареи отопления, срок службы оборудования, а также виды моделей и причины их поломки

Когда тепло в помещении обеспечивает красивый обогреватель, это вдвойне приятно.

Наверное, поэтому в последние годы такой спрос на стальные радиаторы отопления.

Конструкция этих обогревателей позволяет подобрать оптимальную модель, подходящую по мощности и размеру к конкретному помещению и его дизайну.

Стальные радиаторы: описание

Прошли времена, когда все дома «снабжались» исключительно чугунными батареями, настолько же тяжелыми, насколько некрасивыми. Сегодня потребители могут выбирать радиаторы не только по их техническим характеристикам, но и по внешнему виду. Хотя их не такое уж разнообразие, но каждый решает самостоятельно, нужны им высокие конструкции или длинные, напольные или настенные, какого цвета или формы они должны быть.

Устройство стального радиатора отопления основано на штампованной листовой стали, если речь идет о панельных моделях, или секциях – в трубчатых. У каждой конструкции есть свои преимущества и недостатки, но как показывает практика, именно панельные варианты пользуются наибольшим спросом у населения. Связано это, скорее с их ценой, которая невысока, чем с эстетичным видом.

Устройство панельного радиатора отопления достаточно простое:

Из высокопрочной тонкой (1.15-1.2 мм) стали создаются штампованные панели, внутренняя часть которых состоит из двух горизонтальных каналов и нескольких вертикальных. Они являются резервуаром, по которому теплоноситель распространяется по отопительной системе, попутно нагревая ее.
Соединенные попарно панели являются отдельным элементом батареи, и от ее размера зависит уровень теплообмена всей конструкции.
Каждое устройство снабжено необходимыми монтажными арматурами и окрашено.

Если сравнить первые советские стальные радиаторы отопления с их современными аналогами, то у них недостатков было намного больше чем достоинств. Например, низкий уровень мощности, подверженность коррозии и другие.

В наше время технологии позволяют не только обрабатывать сталь так, чтобы она не боялась теплоносителя, но и красить специальным составом, продлевая «жизнь» изделию.

Чтобы получить от панельной батареи максимум эффективности, ее лучше использовать в автономных отопительных системах.

Сколько воды в стальном радиаторе? Объем воды в стальных радиаторах отопления крайне невелик. С одной стороны это недостаток, так как по внутренним каналам панелей носитель не может передвигаться с достаточной скоростью из-за их узости, а с другой – достоинство, так как малое количество воды проще и быстрее нагреть. Это позволяет экономить до 35% энергоносителей.

Особенности батарей из стали

Если выбирать для монтажа стальные радиаторы отопления, плюсы и минусы каждой модели должны быть тщательно взвешены.

В начале о хорошем:

Сталь – прекрасный проводник тепла, поэтому батареи из них считаются наиболее эффективными.
Панельные радиаторы легко монтировать, так как они представляют собой цельную конструкцию. Это недостаток, если с ними случилась «беда» в виде протечки, так как придется менять всю панель, но при должной работе – это их преимущество, так как большая площадь конструкции лучше прогревается, чем каждая отдельная секция в трубчатых моделях.
Благодаря добавлению теплообменников в некоторые типы панельных радиаторов, их мощность значительно возрастает, что вовсе не портит их привлекательный внешний вид.
Существующие дизайнерские модели, производимые некоторыми зарубежными компаниями, можно вешать на стены, убрав трубы в пол, или ставить на стильные ножки. Под заказ изготавливаются даже угловые виды обогревателей, что позволяет экономить жизненно важное пространство помещения, при этом украшая его.

Если говорить о слабых сторонах стальных обогревателей, то их несколько, и все касаются работы в домах с централизованным отоплением.

В автономных системах эти недостатки не проявляются:

Они плохо переносят перепады давления. Это связано с тем, что они приспособлены к напору от 6 до 9 атмосфер, тогда как в центральной системе отопления гидроудары могут достигать 13-15 атмосфер. Подобные «потрясения» могут просто разорвать панели.
Если панели некачественно окрашены, то они подвергаются коррозии, что неизбежно происходит, когда из системы сливается вся вода на летний период. Поэтому так важно изучить параметры, указанные производителем в техпаспорте изделия.

Никто не запрещает монтировать стальные батареи в многоквартирных домах с центральным типом обогрева. Нужно произвести расчеты мощности с учетом теплопотерь и площади комнаты и подобрать конструкцию, подходящую по параметру. Просто следует быть готовым к тому, что срок службы стальных радиаторов отопления в таких условиях составляет 15 лет, тогда как в условиях автономного отопления – это 29 лет.

Стальные решетки для радиаторов — фото:

Виды моделей

Современный рынок предлагает широкий ассортимент моделей стальных батарей, но всех их можно условно разделить на несколько видов:

Самыми популярными и эффективными являются панельные радиаторы, которые могут состоять из одной, двух или трех панелей и быть оснащены теплообменниками (или без них).
Вертикальные обогреватели делятся на трубчатые и панельные. Они отличаются своим «ростом», так как их минимальная высота 1 м, тогда как у обычных она достигает 600 мм, а у высоких доходит до 900 мм. Эти виды стальных батарей выглядят стильно, греют чуть менее эффективно и стоят очень дорого. Особенно это касается дизайнерских моделей.
Пластинчатые стальные радиаторы встречаются нечасто, и то в госучреждениях.

Как правило, большинство потребителей выбирают панельные виды обогревателей из-за их гармоничного соответствия качеству и цене, но, как и любые другие устройства, они не вечны и могут поломаться. Возможность аварии лучше предусмотреть, обращая внимания на «сигналы», которые подает система.

Причины поломки

Ремонт стальных радиаторов отопления мало кого обрадует, так как при серьезной поломке их придется заменить на новые панели, тогда как в секционных моделях достаточно открутить поломанную секцию и поставить другую.

Причиной поломки радиаторов являются:

Изначально неправильно рассчитанная мощность и установка неподходящей конструкции приводит к ее поломке. Учитывать следует все – от диаметра труб рабочего давления до степени нагрева теплоносителя.
Неправильное монтирование к трубам, что особенно дает о себе знать во время продувки системы или при гидроударах.
Грязь в теплоносителе может стать причиной засорения каналов стального радиатора, что приведет к неравномерному нагреву панели.

Поводом к беспокойству являются щелчки в системе отопления и холодные панели. Они могут быть вызваны засорением каналов некачественным носителем. Самостоятельно ремонтировать стальную батарею не рекомендуется, так что в случае протечки нужно просто найти поврежденное место, временно закрыть трещину герметиком и вызвать аварийную службу. Подобную работу должен выполнять специалист, особенно если прорыв произошел в разгар сезона.

Как показывает многолетний потребительский опыт, стальные панельные радиаторы – это лучшее предложение на рынке, когда речь касается автономных систем обогрева.

Стальные панельные радиаторы

Стальные радиаторы отопления
Такие панельные радиаторы широко используются для жилых, офисных и коммерческих помещений. Современные стальные батареи отопления обладают компактными размерами и изящными корпусами, благодаря чему с легкостью вписываются в самые разные интерьеры.
Компания «Тепломаркт» предлагает стальные панельные радиаторы в ассортименте, равно как и все необходимые элементы для монтажа эффективных систем отопления. Радиаторы из стали панельного типа относятся к одной из популярнейших групп современных отопительных приборов – они практичны, надежны и не слишком дороги.
Производителей таких устройств много, и каждый предлагает определенные технологические ноу-хау. Но в общем любой стальной радиатор являет собой конструкцию, сваренную из качественной листовой стали. Горизонтальные и вертикальные каналы, по которым при работе агрегата проходит теплоноситель, привариваются к греющей панели. Добавление конвектора (П-образной панели) увеличивает тепловую мощность радиатора.
Данные изделия классифицируются по своим типоразмерам: благодаря широкому выбору можно подобрать радиатор (или систему радиаторов) подходящих параметров для помещения любой площади. Самые востребованные – стальные радиаторы типа 22. Первая цифра в обозначении типа означает количество греющих панелей, а вторая – число конвекторов. Самые популярные типовые размеры панельных радиаторов – 63, 100 и 155 мм по глубине, от 400 до 3000 мм по ширине и от 300 до 900 мм по высоте.
Использование стальных радиаторов
Для панельных радиаторов из стали максимальное рабочее давление не должно превышать 10 атмосфер. А теплоноситель не должен иметь температуру выше 110 °C. Конструкция таких устройств не выдерживает гидравлических ударов или чересчур высокого давления. При подключении панельных стальных радиаторов к центральной системе отопления это важно обязательно учитывать.
Также при эксплуатации стального радиатора недопустим полный слив воды: это сильно ускоряет преждевременные коррозионные процессы. Если спустить всю воду все-таки необходимо (для ремонта, например) – нужно как можно быстрее снова наполнить радиатор водой.
Панельные радиаторы разделяются на две группы по способу подключения
В стальных радиаторах с боковым подключением обратная труба подключается снизу, а подающая – сверху.
А радиаторы с нижним подключением оснащаются также встроенным термоклапаном, к которому можно дополнительно подключить термоголовку, позволяющую автоматически контролировать температуру воздуха в комнате. Цена таких панельных радиаторов выше, чем в первом случае. Подключать их можно как из стены, так и от пола.
Специалисты нашего интернет-магазина помогут рассчитать параметры отопительной системы и верно подобрать все ее элементы – в том числе стальные панельные радиаторы.

Десятилетие разработки, жидкометаллические батареи от Ambri могут вскоре изменить правила хранения энергии

Жидкометаллические батареи Ambri.

Амбри Литий-ионные аккумуляторы

имеют некоторые проблемы. Они теряют эффективность, когда погода слишком жаркая или холодная. Они теряют способность полностью заряжаться со временем. Они могут загореться. И они зависят от контролируемой Китаем цепочки поставок важнейших минералов.

Но даже с учетом этих недостатков литий-ионные аккумуляторы стали доминирующим игроком в болезненно медленно растущем бизнесе по предоставлению аккумуляторных батарей для возобновляемых источников энергии.

В городе аккумуляторов появилось много новых игроков, стремящихся отобрать долю рынка у лития. Одной из компаний, которая работает над этой проблемой уже десять лет, является Ambri, которая в значительной степени финансируется Биллом Гейтсом.

Я узнал об Амбри, потому что он был контрагентом по соглашению о поставках сурьмы с Perpetua Resources, о котором я писал в августе. Это привело к беседе с исполнительным председателем Ambri Дэном Леффом и коммерческим директором Адамом Бриггсом. «Ambri — это компания с 10-летней историей, возникшая из исследований лаборатории профессора Дональда Садовея в Массачусетском технологическом институте, — сказал мне Лефф, когда мы начали нашу дискуссию.«И это была магистерская и докторская диссертация Дэвида Брэдуэлла. Они создали компанию по производству жидкометаллических аккумуляторов после получения одного из первых грантов ARPA-E для исследований Массачусетского технологического института, а также получили финансирование компании от Билла Гейтса и Total».

Около 3-1/2 лет назад инвестиционная команда Билла Гейтса обратилась к Леффу с предложением присоединиться к совету директоров компании, чтобы помочь им оценить, можно ли вывести компанию из лаборатории на рынок в масштабе. Примерно в то же время к Ambri присоединился Бриггс, обладающий обширным управленческим и коммерческим опытом в области хранения аккумуляторов.

«Мы оценили, что нам нужно сделать три вещи, чтобы эффективно вывести компанию из лаборатории на рынок в масштабе», — сказал Лефф. «Первой задачей было устранение технологических рисков. Во-вторых, создать коммерческий поток возможностей, задав рынку вопрос: «Если мы создадим этот продукт по такой цене и с такой производительностью, вы купите его в больших объемах?»

Команда Ambri смогла поставить галочки в первых двух ячейках, а затем приступила к работе над третьей ключевой задачей: привлечь достаточный капитал, чтобы вывести компанию на коммерческий уровень.

Лефф сказал, что создание сильного синдиката инвесторов имеет решающее значение. «Хотя последние несколько лет компания в основном финансировалась Биллом Гейтсом, это не инвестиционная модель их команды», — сказал он мне. «Их модель заключается в создании сильного синдиката, и мы были благодарны за то, что в этом раунде собрали группу инвесторов мирового уровня во главе с Paulson & Co. и Reliance Industries. У Paulson & Co. есть связи с Perpetua Resources , и [сурьмяным] рудником в Айдахо, и Reliance Industries станет нашим партнером в Индии по производству и сбыту.

Итак, почему для Амбри важны надежные и обильные запасы сурьмы? Поскольку это один из двух металлических элементов, необходимых для жидкометаллической аккумуляторной технологии компании, Амбри считает, что это реальное решение проблемы накопления энергии, которую литий-ионная технология не смогла решить. Единственный необходимый металл — это металлический кальций, который, как сообщил мне Бриггс, является «пятым наиболее доступным элементом на планете». Таким образом, мы не беспокоимся о нашей способности получать металлический кальций.

Я отметил, что текущая намеченная дата запуска Perpetua для своего рудника в Айдахо — 2027 год, и спросил, согласуется ли это с собственными целями коммерциализации Амбри. «Мы в восторге от Perpetua, потому что они выходят в интернет и увеличивают наши внутренние поставки таким образом, чтобы обеспечить безопасность цепочки поставок на суше в будущем», — сказал Лефф.

Это очень важно не только для Амбри, но и для всех в пространстве Энергетического Перехода. Обеспечение цепочек поставок необходимых критически важных полезных ископаемых также находится в центре внимания администрации Байдена-Харриса, и, как и в случае с каждой связанной статьей, которую я написал на эту тему в этом году, мы видим цели и сроки вовлеченных компаний. согласование с правительственными.Большой вопрос заключается в том, смогут ли некоторые из этих полезных ископаемых — ярким примером является литий — увеличить свое производство радикальными темпами, необходимыми для удовлетворения потребностей отраслей возобновляемой энергии и электромобилей.

Профессор Массачусетского технологического института и эксперт по батареям Дональд Садоуэй держит батарею Slimcell, которую он изобрел и … [+] запатентовал, в лаборатории 3 февраля 2006 года. (Фото Джона Тлумаки/The Boston Globe через Getty Images)

Бостонский земной шар через Getty Images

Ambri не нуждается в литии или любых других важных минералах, необходимых для литий-ионной технологии. Итак, эта технология решает эту большую потенциальную проблему.

По словам Бриггса, жидкометаллические батареи компании также решают все другие хронические проблемы, которые ограничивают способность литий-ионных аккумуляторов расти до реальных масштабов в производстве электроэнергии.

«Аккумуляторы Ambri — это высокотемпературные аккумуляторы, — сказал Бриггс. «Они работают при повышенной температуре, что позволяет металлическому кальцию плавиться в жидкость. Это позволяет солевому электролиту плавиться в жидкость. В результате того, что они являются жидкостями, у вас есть работающая батарея, которая имеет незначительную деградацию в течение срока службы.Итак, проблема №1 решена.

«Теперь у вас есть 20-летняя батарея, которая не изнашивается в течение всего срока службы», — продолжил он. «Это по сравнению с литий-ионным аккумулятором, срок службы которого обычно составляет около 10 лет, и который постепенно изнашивается в течение этого периода времени». Проблема №2, решаемая.

— Батареи «Амбри» — это герметичные контейнеры из нержавеющей стали, — продолжил он. «Это важно с точки зрения аккумулятора, потому что это означает, что аккумулятору не нужно сбрасывать давление через вентиляционное отверстие.Все другие батареи, с которыми вы знакомы из коммерческого мира, имеют тенденцию создавать давление газа внутри этой батареи, и, следовательно, они спроектированы с вентиляционным отверстием на случай, если давление станет слишком высоким. Когда они активируют вентиляцию, оттуда выходят горючие газы. Вот что происходит при возгорании литий-иона». Проблема №3, решаемая.

«С Ambri у вас есть более долговечная, недорогая и безопасная батарея», — заключил Бриггс. «Это то, что ищет рынок хранения энергии, и именно поэтому мы выходим на рынок и надеемся получить свою справедливую долю по сравнению с литий-ионными.

Хотя все это звучит великолепно, никто в Амбри не питает иллюзий, что их технология в конечном итоге позволит возобновляемым источникам энергии обеспечивать 100% мировых потребностей в энергии или, конечно же, не будет соответствовать агрессивным графикам, установленным администрацией Байдена.

«Мы не говорим, что в ближайшее время мир полностью перейдет на возобновляемые источники энергии, — сказал Бриггс. «Это займет много времени, и, возможно, никогда не будет достигнуто 100%. Но с точки зрения затрат мы можем достичь 80-90% возобновляемых источников энергии в обозримом будущем и добиться более низких затрат для налогоплательщиков.Этот переход станет огромным улучшением для планеты. Для этого потребуется много батарей, но они будут выбраны правильно, что приведет к снижению общей стоимости для налогоплательщиков».

Именно эта «правильно выбранная» часть, скорее всего, станет самым большим холмом, на который придется взобраться Амбри и любой другой компании, участвующей в этом Энергетическом Переходе. У правительства США нет надежного послужного списка, связанного с «правильным выбором» в его бесчисленных усилиях по выявлению победителей и проигравших в энергетическом пространстве на протяжении десятилетий.Правительства других стран, таких как Германия и Франция, в этом отношении не лучше.

Что здесь можно сказать с уверенностью, так это то, что у Ambri есть многообещающая новая аккумуляторная технология, которая была разработана и поддержана некоторыми очень умными и дальновидными людьми, и при правильном развертывании она может помочь более быстрому масштабированию возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия, в ближайшем будущем. лет и помочь им занять большую долю производства электроэнергии во всем мире. Вероятно, никогда не будет каких-то волшебных пуль, которые каким-то образом сделают этот Энергетический Переход реальностью за одну ночь, но будут изменения, которые изменят правила игры, и технология жидкометаллических батарей Амбри вполне может быть одной из них.

ученых нашли Святой Грааль аккумуляторов для электромобилей

Дугал УотерсGetty Images

В новой статье впервые представлена стабильная конструкция литий-металлической батареи.
Литий-ионные аккумуляторы имеют недостатки, которые можно устранить с помощью литий-металлических аккумуляторов.
В этой новой батарее добавлена технология самовосстановления, которая закрывает трещины в местах образования дендритов.

Литий-ионные аккумуляторы составляют основу большинства современных электронных устройств, включая электромобили.Но, несмотря на все преимущества, которые меняют правила игры, у батарей все же есть врожденный недостаток: дендриты. Эти тонкие, извивающиеся, древовидные кусочки лития образуют острые концы и в конечном итоге протыкают батарею, вызывая короткие замыкания и другие проблемы. Это в конечном итоге сокращает срок службы литий-ионных аккумуляторов и оставляет большие возможности для улучшения.

➡

Вы думаете, что наука — это круто. И мы тоже. Давайте вместе разберемся с этим.

Ученые сосредоточились на изучении образования литиевых дендритов, чтобы понять, как они могут создавать более качественные и долговечные батареи для электромобилей.Теперь исследователи из Гарвардского университета говорят, что у них есть ответ: литий--металлический аккумулятор , изготовленный из твердого металлического материала, а не литий-ионного, устраняющий надоедливые дендриты и обеспечивающий большую структурную стабильность, чем аккумулятор, состоящий из жидких или графитовых материалов. .

В то время как зеленый электролит более стабилен с литием, он также более склонен к дендритам. Коричневый электролит менее стабилен с литием, но невосприимчив к дендритам.Здесь дендриты растут сквозь графит и зеленый электролит, но останавливаются, когда сталкиваются с коричневым электролитом.
Студии Second Bay Studios/Гарвард SEAS
Думайте о новой батарее как о BLT: «Наша многослойная конструкция имеет структуру менее стабильного электролита, зажатого между более стабильными твердыми электролитами, что предотвращает любой рост литиевых дендритов», — говорят ученые в своем новом исследовании , которое появляется в Природа .
Изготовление батареи в основном из твердых материалов помогает предотвратить образование дендритов несколькими способами.Механически гораздо проще взломать тонкую оболочку из металла или керамики, чем, например, пробить твердый анод батареи. Но этот дизайн идет еще дальше, химически объясняя любые трещины с «динамически генерируемыми разложениями», которые заполняют и останавливают потенциальные дендриты, говорят ученые.
Думайте о новой батарее как о BLT: хлеб — это литий-металлический анод, салат — это графит, помидоры — это первый электролит, а бекон — второй электролит.Добавьте еще один слой первого электролита и покройте его катодом.
Гарвардский SEAS
Что изменится, если мы перейдем с литий-ионных аккумуляторов на литий-металлические? Что ж, литий-металлические батареи легче , мощнее и дольше служат… в идеальном мире. К сожалению, когда ученые экспериментировали с литий-металлическими батареями в прошлом, они были крайне нестабильны и часто взрывались. Вот почему ученые давно стремятся стабилизировать литий-металлическую батарею и вывести на рынок жизнеспособную коммерческую версию.
Уменьшение или устранение образования дендритов имеет решающее значение для любой из этих конструкций, поскольку удаление наиболее энергозависимой части срока службы батареи значительно снижает любые неблагоприятные последствия. Ученые из Гарварда протестировали свою батарею более чем на 10 000 циклов зарядки, что составляет конкуренцию сроку службы обычного автомобиля, работающего на ископаемом топливе, и является огромным шагом вперед. Они обнаружили, что их конструкция по-прежнему удерживает 82 процента заряда после 10 000 циклов.
Из пресс-релиза Гарварда:
«Эта аккумуляторная технология может увеличить срок службы электромобилей до срока службы бензиновых автомобилей — на 10–15 лет — без необходимости замены аккумулятора.Благодаря высокой плотности тока батарея может проложить путь для электромобилей, которые могут полностью заряжаться в течение 10–20 минут».
Что все это значит для будущего батарей и электромобилей? Если конструкция будет работать, как планировалось, она может в одиночку открыть дверь для литий-металлических батарей на рынке. Для электромобилей стоимость одних только аккумуляторов составляет тысячи долларов, и снижение частоты отказов, а также веса аккумуляторов может дать огромную экономию.
«Литий-металлический аккумулятор считается святым Граалем для аккумуляторной химии из-за его высокой емкости и плотности энергии», — сказал Синь Ли из Гарварда в интервью Independent . «Эта экспериментальная конструкция показывает, что литий-металлические твердотельные батареи могут конкурировать с коммерческими литий-ионными батареями».
🎥 Смотрите это:
Кэролайн Делберт Кэролайн Делберт — писатель, редактор книг, исследователь и заядлый читатель.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.
Батареи из жидкого металла для будущего хранения энергии
Поиск альтернатив традиционным литий-ионным батареям является постоянным поиском для химиков и материаловедов.Одной из репрезентативных групп является семейство перезаряжаемых аккумуляторов на жидких металлах, которые изначально использовались с целью внедрения прерывистых источников энергии из-за их особых преимуществ, включая их сверхбыструю кинетику переноса заряда на электроды и их способность противостоять микроструктурной деградации электродов. Хотя обычные жидкометаллические батареи требуют высоких температур для расплавления электродов и поддержания высокой проводимости расплавленных солевых электролитов, степень электрохимической необратимости, вызванная их коррозионно-активными компонентами, оказалась недостатком.Кроме того, проблемы безопасности, вызванные сложностью паразитарных химических реакций при высоких температурах, еще более усложнили их практическое применение. Для решения этих проблем исследуются новые парадигмы жидкометаллических батарей, работающих при комнатной или промежуточной температуре, чтобы обойти проблемы управления температурой, коррозионные реакции и проблемы, связанные с герметичным уплотнением, путем применения альтернативных электродов, манипулируя лежащим в основе электрохимическим поведением через электролит . концепции дизайна и разработка интерфейсов электрод-электролит, что позволяет использовать как традиционные, так и совершенно новые функции.В этом отчете кратко излагаются предыдущие исследования жидкометаллических аккумуляторов и, в частности, подчеркивается наше новое понимание электрохимии жидкометаллических аккумуляторов, которое возникло благодаря усилиям исследователей, а также обнаруженные препятствия, которые были реализованы в измененных элементах. Наконец, обсуждается целесообразность новых жидкометаллических батарей, а также их различные химические составы и рабочие характеристики, чтобы ответить на вопрос о том, как жидкие металлы могут быть доступны для аккумуляторных систем следующего поколения.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй снова?
Li-Metal Battery — обзор
О добавках для улучшения отрицательного электрода, химического состава поверхности в литиевых и литий-ионных батареях
Отрицательные электроды во всех типах литиевых сплавы) являются сильными восстановителями, легко реагирующими со всеми компонентами раствора (растворитель, солевой анион, атмосферные загрязнения и т. ). Таким образом, чтобы модифицировать химический состав поверхности этих электродов добавками, последние должны быть более реакционноспособными, чем компоненты раствора. Обратите внимание, что существует большая разница между литий-металлическими и литий-углеродными электродами или электродами из литиевого сплава во времени поверхностных реакций.
В случае с литиевыми (металлическими) батареями поверхность электрода легко активируется, как только он входит в контакт с раствором. Следовательно, добавки должны быть достаточно реакционноспособными, чтобы конкурировать с поверхностными реакциями лития с частицами раствора, несмотря на относительно высокую концентрацию последних компонентов.
В случае литий-ионных аккумуляторов отрицательный электрод (углерод, кремний, олово и их сплавы или оксиды и т. д.) изначально неактивен. Первым процессом в этих системах всегда является медленная зарядка, что означает постепенную катодную поляризацию и литирование отрицательного электрода.
В таких случаях химия поверхности отрицательного электрода может быть изменена добавками, окислительно-восстановительный потенциал которых выше, чем у компонентов раствора, поэтому их можно восстановить во время первой катодной поляризации электродов и сформировать желаемые поверхностные пленки до в ходе этого процесса происходит массовое восстановление раствора, поскольку электроды достигают более низких потенциалов.
На рис. 4 показан основной способ улучшения характеристик графитовых электродов за счет использования активных добавок, изменяющих химический состав их поверхности.
Рисунок 4. Схематическое описание того, как поверхностно-активные добавки улучшают характеристики графитовых электродов. Добавка восстанавливается на графите в процессе катодной поляризации при потенциалах выше, чем в процессах восстановления в растворе. Продукты его восстановления должны образовывать защитные пленки, которые ослабляют вредные процессы восстановления растворенных веществ.
Следует отметить, что характеристики других проблемных отрицательных электродов, таких как легирующие электроды на основе Si или Sn, увеличение объема которых при литировании создает серьезную проблему стабильности и циклируемости, также могут быть улучшены за счет использования добавок, образующих эластичные матрицы (при отрицательной поляризации), удерживающие частицы вместе.
В целом возможности модификации химического состава поверхности литий-металлических электродов очень ограничены, особенно в перезаряжаемых системах, когда свежие литиевые отложения постоянно подвергаются воздействию раствора.В любом случае, большинство широко используемых жидких неводных растворов электролитов не подходят для перезаряжаемых литий-металлических аккумуляторных систем.
На самом деле актуальны только эфирные растворы. Наилучшие характеристики обратимых литиевых электродов были получены в растворах соли гексафторарсената лития в ТГФ/2 Ме-ТГФ или 1,3-диоксолане. В этих двух системах поверхностные реакции аниона соли очень важны, поскольку они образуют различные соединения мышьяка, которые ослабляют реакционную способность металлического лития. В первой системе в качестве добавки использовался 2-метилфуран (влияние на химию поверхности лития до конца не изучено). В последней системе в качестве важной основной добавки используется трибутиламин, что позволяет избежать нежелательной полимеризации диоксолана (см. последующее обсуждение в разделе «О возможных внутренних механизмах безопасности»). На протяжении многих лет в качестве модификаторов поверхности металлического лития предлагались активные газы, такие как диоксид углерода, оксид азота, диоксид серы, катионы металлов и несколько олефиновых соединений.Основная важная работа по литий-металлическим электродам хорошо освещена в списке рекомендуемых книг и статей в конце этой статьи.
Поскольку перезаряжаемые литий-металлические батареи не стали коммерческой реальностью, в то время как перезаряжаемые литий-ионные батареи с графитовыми (отрицательными) электродами преуспели в качестве ведущей технологии и завоевали все больше и больше рынков, в последние годы была проведена обширная работа по использование добавок для графитированных электродов.
Возникает вопрос, как продемонстрировать, что добавка действительно значительно улучшает поведение графитовых электродов.Многие люди используют решения ПК в качестве пробника. В этих растворах графитовые электроды не могут подвергаться обратимому интеркалированию литием. Графит разлагается при катодной поляризации в ПК из-за нескольких деструктивных механизмов.
Таким образом, многие группы продемонстрировали многообещающие новые добавки, такие как те, которые обеспечивают обратимую, долговременную интеркаляцию лития в графитовые электроды в чистых растворах поликарбоната.
Несколько примеров представлены ниже:
Этилтрис-2-метоксиэтоксисилан, винилтрис-2-метоксиэтоксисилан, трифторметансульфонат меди, гексафторфосфат серебра, винилэтиленкарбонат (ВЭК), аллилэтилкарбонат, тетрахлорэтилен, триэтилортоформиат, а также как и другие соединения, содержащие виниловые группы, использовались в качестве добавок в электролиты на основе ПК.Сообщалось, что все эти добавки подавляют коинтеркаляцию ПК в графит либо за счет образования полимерных сеток (например, через связи Si-O-Si или CC), либо за счет осаждения фрагментов, блокирующих внедрение молекул ПК в графит.
Другие добавки были испытаны в обычно используемых рабочих (хорошо работающих) растворах электролитов и продемонстрировали улучшение характеристик графитовых электродов, например, при повышенных температурах и/или длительном циклировании.
Одной из лучших добавок, когда-либо предложенных для литий-ионных аккумуляторов, является виниленкарбонат, который на самом деле представляет собой этиленкарбонат (рис. 1) с двойной связью.Этот материал может полимеризоваться как через двойную связь, так и через карбонатную группу, образуя таким образом поликарбонат и/или полиэтилен, замещенные группами –OCO ₂ Li, обе осаждаются в виде защитной поверхностной пленки, которая пассивирует графитовые электроды, но при этом обеспечивает свободный перенос ионов лития. .
Прочие поверхностно-пленкообразующие добавки, включая этилтриацетоксисилан, 1,3-бензолдиоксол, тетра(этиленгликоль)диметиловый эфир, были испытаны в обычных растворах на основе смеси растворителей ЭХ и ДЭК. Сообщалось, что использование этих добавок улучшает как термическую стабильность, так и циклирование графитовых электродов. Температура начала вредных термических реакций этих растворов электролитов увеличивалась в ряду: отсутствие добавки<тетра(этиленгликоль)диметиловый эфир<1,3-бензолдиоксол<этилтриацетоксисилан<виниленкарбонат.
Также были предложены следующие полимеризующиеся добавки для литий-ионных аккумуляторов с акцентом на улучшение характеристик графитовых электродов: соединения, содержащие виниленовые группы (например,г., винилацетат, акрилонитрил), 2-винилпиридин, силоксаны, модифицированные полиэфиром, диэтиленгликоль метил-(3-диметил(триметилсилокси)силилпропил)эфир, диэтиленгликоль метил-(3-диметил(триметилсилокси)силилпропил)-2 -метилпропиловый эфир, диэтиленгликоль метил-(3-бис-диметил(триметилсилокси)силилпропил)эфир и диэтиленгликоль метил-(3-метил-бис(триметилсилокси)силилпропил)-2-метилпропиловый эфир.
В качестве добавок для повышения термической стабильности растворов электролитов на основе алкилкарбонатных растворителей предложены триметилфосфит и триметилфосфат.
Более простые молекулы, такие как соли калия (например, карбонат калия (K ₂ CO ₃ )), перхлорат калия (KClO ₄ ), сульфид калия (K ₂ SO ₃ ), также были предложены в качестве добавок к графитовым электродам в алкилкарбонатных растворах. Присутствие ионов калия снижает сольватацию лития молекулами ЭЦ и, следовательно, ослабляет реакции разложения электролита.
Таким образом, выше был кратко рассмотрен ряд вариантов модификации поверхности отрицательных электродов перезаряжаемых литиевых (металлических) и литий-ионных аккумуляторов и приведенные примеры можно считать весьма типичными и репрезентативными.Следует подчеркнуть, что существует много возможностей использования активных добавок для улучшения характеристик перезаряжаемых литиевых батарей всех типов путем вмешательства в сложный химический состав поверхности отрицательных электродов.
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка браузера на прием файлов cookie
Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.
Литий-металлический «гибридный» аккумулятор обещает более легкие электромобили с большим запасом хода к 2025 году
Увеличить / Меньшие автомобили, такие как Kia EV6, могут выиграть от более легких и энергоемких аккумуляторов.
Твердотельные батареи были провозглашены Святым Граалем для электромобилей. Хотя это может быть преувеличением, они обещают увеличить запас хода и сократить время зарядки, приближая автомобили с нулевым уровнем выбросов к паритету с их конкурентами, работающими на ископаемом топливе.
Тем не менее твердотельные батареи, в которых используется твердый электролит, а не жидкий или гелевый, остаются на горизонте. В последнее время они стали меньше походить на пустую посуду и больше на реальный продукт, и, вероятно, к концу десятилетия они попадут в легковые и грузовые автомобили. Тем не менее, это временная шкала, которая дает конкурентам возможность.
Одним из таких конкурентов является компания SES, которая на прошлой неделе объявила о выпуске новой батареи, которая обещает почти вдвое увеличить плотность энергии по сравнению с сегодняшними литий-ионными элементами. Ключевым моментом было устранение части батареи, которая увеличивала вес и толщину, но сделать это без создания опасных условий, которые могли привести к пожару.
SES устранил графит из анода, который является частью батареи, которая принимает ионы лития во время зарядки.Вместо этого новая батарея имеет литиевый анод из чистого металла. Исключив графит из анода, SES сэкономила на весе и пространстве, но также должна была выяснить, как обращаться с чистым литием, высокореактивным металлом. При использовании в качестве анода чистый литий часто приводил к преждевременной смерти батарей.
Чтобы сделать литий-металлические аноды безопасными и долговечными, компания управляла формированием дендритов, используя трехсторонний подход. Дендриты — это остроконечные структуры, которые могут образовываться внутри литий-ионных аккумуляторов, особенно когда элементы быстро заряжаются или разряжаются.Если они становятся слишком большими, они могут перекрыть зазор между анодом и катодом, вызывая короткое замыкание, которое может воспламенить электролит (многие современные электролиты легко воспламеняются).
Увеличить / Генеральный директор SES Цичао Ху демонстрирует новый литий-металлический элемент на презентации своей компании Battery World.
SES
Другие компании пытаются решить проблему дендритов, заменяя жидкий электролит твердым, создавая физический барьер для предотвращения роста дендритов.Но массовое производство литий-металлических аккумуляторов с твердыми электролитами было сложной задачей, а совершенствование процесса займет еще несколько лет, поэтому другие компании исследуют гибридные подходы.
Реклама
Солевой раствор
Гибридный подход
SES начинается с покрытия анода запатентованным составом, который позволяет компании использовать чистый литий вместо графита, который используется в большинстве современных литий-ионных аккумуляторов. Затем SES использует жидкий электролит, насыщенный солью, которую, по словам генерального директора Ars Цичао Ху, гораздо безопаснее использовать.
— На самом деле это в основном соль, — сказал Ху. «Эта новая жидкость по существу очень стабильна на металлическом литии, очень безопасна, негорючая, нелетучая, неорганическая». Независимый оценщик смог проткнуть ячейку гвоздем, не вызвав возгорания, чего нельзя сделать с современными литий-ионными батареями.
Компания контролирует свои аккумуляторы с помощью моделей искусственного интеллекта, обученных на данных, полученных от предыдущих аккумуляторов, в поисках дефектов или вариаций, которые в конечном итоге могут привести к проблемам.Прямо сейчас все это происходит в лаборатории, но SES изучает способы внедрения тех же возможностей мониторинга в транспортные средства на дорогах. По словам Ху, такая система может полагаться на основные параметры, такие как температура или напряжение, или ей могут потребоваться дополнительные датчики. «Все они все еще ведут переговоры» с автопроизводителями, добавил он.
Если датчики обнаружат, что ячейка ведет себя неправильно, Ху сказал, что есть два возможных способа решить проблему. Можно было бы использовать специальный протокол зарядки для повторного покрытия лития на аноде, по сути пытаясь разрушить дендрит.Но если это не удается или если специальные протоколы зарядки недоступны из-за того, что зарядное устройство их не поддерживает, аккумуляторный блок может сообщить о прогнозируемом отказе элемента, чтобы элемент можно было заменить до того, как он вызовет короткое замыкание.
Жесткая линия времени
Испытания новых ячеек SES проходят достаточно хорошо, и автопроизводители оценивают первоначальные образцы, и Ху надеется, что к концу следующего года компания оптимизирует образцы. В настоящее время SES сотрудничает с GM, Hyundai, Geely, SAIC и Foxconn и строит завод в Шанхае, строительство которого планируется завершить в 2023 году.
«Мы планируем поместить это в автомобиль на дороге, может быть, в 2025 году», — сказал Ху. Хотя до этого еще много лет, они все равно опередят твердотельных конкурентов, таких как Solid Power, чей реалистичный график рассчитан на вторую половину десятилетия. — Да, тесно, — сказал он. Ху сказал, что работа компании на данный момент «вселяет в нас уверенность в том, что это выполнимо. Агрессивно, но выполнимо».
EV Воздействие: разрушители аккумуляторных батарей нарушают цепочки поставок металлов
Рабочий подключает кабели в Volkswagen ID.3 на сборочной линии на заводе в Дрездене, Германия, 8 июня 2021 года. Производители электромобилей пытаются опередить ожидаемый кризис с поставками металла для аккумуляторов, внедряя инновации в свои аккумуляторы.
Источник: Шон Гэллап/Getty Images Новости через Getty News
Это вторая из четырех частей серии, посвященной развитию электромобилей и их влиянию на мировую экономику, от автомобильной и энергетической промышленности до нефтяной и горнодобывающей промышленности.
Готовясь к быстрому росту спроса на металл для аккумуляторов, производители электромобилей встряхивают цепочку поставок с помощью новых технологий.
.
.
По мере роста продаж электромобилей во всем мире ключевые металлы для аккумуляторов, такие как литий, кобальт и никель, уже сталкиваются с ограничениями в цепочке поставок. Производители электромобилей лихорадочно внедряют инновации, пытаясь снизить стоимость сырья и время зарядки.Они также работают над увеличением диапазона и безопасности своих аккумуляторов для электромобилей, чтобы не допустить ожидаемой нехватки металла в батареях.
У производителей аккумуляторов и электромобилей, от китайского гиганта аккумуляторов Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. до американских автопроизводителей Ford Motor Co. и Tesla Inc., есть амбициозные идеи. Некоторые стремились сократить использование кобальта в химическом производстве аккумуляторов, разработать твердотельные технологии или перейти на натрий-ионные аккумуляторы.
«В долгосрочной перспективе на рынке могут появиться новые технологии, если они окажутся более энергоэффективными и экономически эффективными, а также более устойчивыми в снабжении», — заявил в электронном письме заместитель директора S&P Global Ratings Стивен Чен.«Многие игроки рынка сосредотачиваются на новых технологиях».
Поставка металлов
Согласно данным S&P Global Market Intelligence, в связи с ожидаемым ростом продаж электромобилей глобальный спрос на батареи может увеличиться более чем в пять раз в период с 2020 по 2025 год. Для электромобилей требуется примерно в шесть раз больше минералов, чем для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Это означает, что производители электромобилей будут поглощать все большую долю мирового лития, кобальта, никеля и других металлов, необходимых для производства аккумуляторов.
Уже сейчас доля этих металлов, предназначенных для рынка электромобилей, растет, что может привести к дефициту. Согласно данным Market Intelligence, к 2025 году пассажирские подключаемые электромобили будут обеспечивать 68,2% мирового спроса на литий и 39,3% спроса на кобальт. К 2025 году примерно 12,8% спроса на первичный никель будет приходиться на производителей пассажирских электромобилей.
Аналитики
Market Intelligence прогнозируют дефицит лития и кобальта к 2025 году.Ожидается, что в 2021 году первичный никель столкнется с дефицитом. Кроме того, некоторые автопроизводители обеспокоены волатильностью затрат, проблемами устойчивости и отсутствием роста новых месторождений никеля. По данным Международного Энергетическое агентство.
«Мы наблюдаем довольно большие сдвиги даже из года в год и гораздо более быстрый рост электромобилей за последние два года, чем кто-либо, вероятно, ожидал», — сказал Гарри Фишер, старший аналитик по металлу для аккумуляторов в CRU Group.
«Самое большое неизвестное»
Новые аккумуляторные технологии могут помочь автопроизводителям и производителям аккумуляторов избежать надвигающейся нехватки.
«Эволюция химии аккумуляторов во многих отношениях остается самой большой неизвестностью», — сказал Крис Берри, независимый аналитик аккумуляторных металлов и президент House Mountain Partners.
Никельсодержащие аккумуляторы
доминируют на рынке электромобилей с чистыми батареями. В 2020 году никель-марганцево-кобальтовые батареи составляли более 65% рынка, поскольку они обеспечивают более высокую плотность энергии по сравнению с батареями без никеля и хорошо подходят для более крупных электромобилей, путешествующих на большие расстояния.Однако, по словам аналитиков Market Intelligence, производители аккумуляторов в Южной Корее и Китае разрабатывают аккумуляторы, в которых используется больше никеля и снижается спрос на кобальт. Этот сдвиг может означать улучшение технологии и ослабить давление потребителей на сокращение производства металла, связанного с обвинениями в нарушении прав человека.
По данным Market Intelligence, спрос на литий
не будет зависеть от предпочтения рынка аккумуляторов с высоким содержанием никеля, хотя ожидается, что спрос на белый металл, поступающий от электромобилей, резко возрастет, увеличившись в четыре раза в период с 2020 по 2025 год.
Производители никеля не должны останавливаться на достигнутом
Потребность производителей в аккумуляторном никеле растет, и в этом году на рынке возникнет дефицит первичного никеля, считают аналитики Market Intelligence.
Но крупные производители электромобилей, такие как Tesla, считают, что они могут сократить расходы и избежать других ограничений поставок, заменив никель в своих батареях другими материалами, такими как железо. Эта технология нашла применение в электромобилях в Китае, но Tesla и другие автопроизводители считают, что литий-железо-фосфатные батареи, или LFP, найдут применение в большем количестве электромобилей в Европе и США.S. Volkswagen AG недавно объявила, что будет использовать батареи LFP в некоторых своих глобальных моделях электромобилей, а Tesla расширила свои отношения с производителем LFP CATL. Volkswagen отказался комментировать эту историю, а Tesla не ответила на запрос о комментариях.
Аккумуляторы
LFP позволяют автопроизводителям продавать недорогие автомобили начального уровня, даже если у них меньше запас хода. Батареи LFP также более долговечны и менее горючи, чем батареи с традиционным химическим составом. И хотя для никелевых аккумуляторов требуется меньше кобальта, для LFP его не требуется, что позволяет компаниям избегать ограничений цепочки поставок, проблем с правами человека и высоких затрат.
«Возрождение технологии LFP, которая совершенствуется и совершенствуется, — это то, что, я думаю, будет продолжаться, — сказал Берри.
Катоды
LFP по-прежнему составляли лишь 10,4% рынка в 2020 году, но они прочно закрепились в Китае.
CATL, крупнейший производитель аккумуляторов в 2021 году с точки зрения емкости, коммерциализирует недорогую батарею на основе железа, которая поможет электромобилям проезжать больше миль без подзарядки. CATL не ответил на запрос о комментарии.Второй по величине производитель аккумуляторов, BYD Co. Ltd., также изучает способы внедрения инноваций в аккумуляторы LFP. По словам представителя BYD, в апреле китайский автопроизводитель объявил об обновлении своей батареи Blade LFP, заявив, что она предлагает запас хода, эквивалентный никель-марганцево-кобальтовым батареям.
По словам аналитиков Market Intelligence Алисы Ю и Джейсона Саппора, если эти компании смогут добиться коммерческого прорыва в производстве аккумуляторов LFP, недорогая технология может «полностью вытеснить» некоторые разновидности никелевых аккумуляторов.
Большая надежда аккумуляторного сектора
Твердотельные аккумуляторы привлекли внимание производителей аккумуляторов и автомобилей обещанием улучшить характеристики электромобилей при одновременном снижении затрат. Производители элементов заменяют жидкие электролиты, используемые в обычных литий-ионных батареях, твердыми формами.
«Упрощая конструкцию твердотельных аккумуляторов по сравнению с литий-ионными, мы сможем увеличить запас хода автомобиля, улучшить внутреннее пространство и объем груза и, в конечном итоге, снизить затраты и повысить ценность для клиентов», — Тед Миллер, менеджер Ford по подсистем электрификации и исследования электроснабжения, говорится в заявлении.
В целом, материалы в твердотельных батареях будут такими же, как и в обычных литий-ионных батареях.
«Внедрение твердотельных элементов может повысить спрос на металлический литий, который часто является предпочтительным анодом для твердотельных аккумуляторов, при этом частично снизив рост спроса на графит, который используется в качестве анода почти во всех производимых сегодня электромобилях», — сказала Алла Колесникова, руководитель отдела данных и аналитики в Adamas Intelligence.
Для некоторых тестируемых твердотельных электролитов потребуются дополнительные материалы, такие как лантан, редкоземельный элемент или германий, ниобий, тантал или цирконий. Твердотельные батареи также, вероятно, исключат использование графита, обычно используемого в современных перезаряжаемых батареях.
«Я думаю, что редкоземельные элементы — это то место, где, вероятно, возникнет большинство проблем в цепочке поставок», — сказала Ребекка Сьес, доцент кафедры машиностроения в Университете Пердью.
По мнению аналитиков S&P Global Ratings, если полупроводниковая технология будет коммерциализирована, она может снизить стоимость аккумуляторной батареи ниже 100 долл. США/кВтч до 50–80 долл. США/кВтч к 2030 году.
Американская компания Solid Power Inc. усовершенствовала кремниевую полностью твердотельную батарею для производственных линий в Колорадо в рамках более широких усилий по поставке новых линий электромобилей. Автопроизводитель Ford инвестировал в стартап из Колорадо, начиная с 2019 года, а в мае Ford вместе с Bayerische Motoren Werke AG вложил в компанию еще 130 миллионов долларов.
CATL, один из крупнейших в мире производителей аккумуляторов, представил аккумулятор нового поколения, для которого не требуется литий.
Источник: Шон Гэллап/Getty Images News via Getty News
Некоторые автопроизводители поставили цели развертывания на середину десятилетия.
Литий безопасен — пока
По мнению аналитиков, в обозримом будущем литий
останется ключевым компонентом аккумуляторов для электромобилей, несмотря на растущую конкуренцию со стороны других металлов и множество технологических достижений.
Водородные топливные элементы, получившие много рекламы и инвестиций прошлым летом, по-прежнему сталкиваются с проблемами безопасности и затратами.Китайский аккумуляторный гигант CATL представил в июле натрий-ионную батарею, которая обещает более низкую стоимость и более быстрое время зарядки, чем литиевая, но, вероятно, до коммерциализации или применения в электромобилях еще далеко.
Аккумулятор следующего поколения, вероятно, не будет представлять угрозы для литий-ионных аккумуляторов в ближайшее время.