Chiński GAC twierdzi, że otrzymał wojskowy certyfikat bezpieczeństwa dla „grafenowej baterii”. Ma ona pozwalać na ładowanie z mocami dwukrotnie wyższymi niż obecnie: gdy dziś szczytem osiągnięć w elektrykach jest 3-3,5 C (moc = 3-3,5 x pojemność baterii), grafenowa bateria w samochodzie GAC umożliwia ponoć zastosowanie mocy 6 C.
Grafenowe baterie – co mogą nam dać?
Przypomnijmy: w klasycznych bateriach Li-ion z ciekłym elektrolitem anody zwykle wykonywane są z węgla lub węgla domieszkowanego krzemem. Katody z kolei mogą być zbudowane z litu-niklu-manganu-kobaltu (NCM) czy litu-niklu-kobaltu-glinu (NCA). Podczas pracy baterii jony litu wędrują między obydwiema elektrodami oddając lub przyjmując przy okazji elektrony. Gdzie w tym wszystkim miejsce dla grafenu?
Otóż przy ładowaniu dużymi mocami atomy litu mogą tworzyć wypustki zwane dendrytami. Żeby je zablokować, możemy zmienić ciekły elektrolit na stały, przez który wypustki się nie przebiją – tak działa to w bateriach solid-state (ze stałym elektrolitem). Możemy też zostawić ciekły elektrolit, ale owinąć katodę jakimś materiałem o bardzo wysokiej wytrzymałości na rozerwanie, a jednocześnie przepuszczalnym dla jonów.
I tutaj z pomocą przychodzi nam grafen, czyli niemal jednowymiarowa płachta zbudowana z połączonych atomów węgla:
GAC Aion V – co wiemy
Przejdźmy teraz do deklaracji GAC. Chiński producent testuje właśnie baterie z grafenem w modelu Aion V w mieście Mohe (Chiny). Ponoć otrzymał na nie wojskowy certyfikat bezpieczeństwa, zapewne zezwalający na stosowanie ich w pojazdach elektrycznych. Gęstość energii grafenowych baterii ma wynosić 0,28 kWh/kg, co sugeruje zaawansowane ogniwa NCM – tutaj przełomu nie ma (źródło).
Niewielkim przełomem jest czas życia, który ma wynosić 1,6 tysiąca cykli pracy. Nie wiadomo, o jakich dokładnie cyklach mowa, ale jeśli jest to 1 C (ładowanie/rozładowanie mocą równą pojemności baterii), to wynik jest bardzo dobry. Standardem w branży jest 500-1 000 cykli.
Największą ciekawostką jest maksymalna moc ładowania. Ma ona wynosić 6 C, czyli baterię o pojemności, dajmy na to, 64 kWh – jak w Kii e-Niro – moglibyśmy ładować z maksymalną mocą 384 kW. Tesla Model 3 z baterią 74 kWh mogłaby się rozpędzić nawet do 444 kW! To oznacza, że po 5 minutach ładowania auto uzupełniłoby co najmniej 170 kilometrów realnego zasięgu (200 jedn. WLTP).
Bateria grafenowa zastosowana w GAC Aion V jest rzekomo o zaledwie 5-8 procent droższa niż standardowa bateria Li-ion. Seryjna produkcja samochodu z nowymi akumulatorami ma wystartować we wrześniu 2021 roku.
Zdjęcie otwierające: GAC Aion V (c) China Auto Show / YouTube
Nota od redakcji www.elektrowoz.pl: przedstawione zastosowanie grafenu w ogniwie Li-ion jest tylko jednym z możliwych. Badania z ostatnich lat sugerują, że akurat ta technologia jest najbardziej zaawansowana, więc spodziewamy się, że GAC poszedł drogą grafen-NMC. Jednak producent samochodu nie ujawnia szczegółów, więc powyższy opis należy uznać za spekulację.