新しいバッテリーが EV の充電を高速化する方法

中国の電池会社は、EVの普及拡大に対する最大の障害の1つを解決したいと考えている。

中国のバッテリー大手CATLは先週、新しい急速充電バッテリーを発表した。同社によれば、10分で最大400キロメートル（約250マイル）の航続距離を延ばすことができるという。

これは今日の事実上すべてのEV充電よりも速く、CATLは2023年末までに商業生産する予定の新しいセルが「EV超高速充電の時代を開く」と主張している。 つまり、最終製品がバッテリー容量、寿命、コストに関する企業の約束を満たすことができるかどうかです。

2032年までに米国の新車販売の3分の2はEVになる可能性があり、それらすべてに電力を供給するには数百万台の新しい充電器が必要になる。

世界の新車販売に占めるEVの割合はますます増加しており、2022年には14%となる。しかし、多くのドライバーは依然として現在のバッテリー技術の航続距離が限られていることを懸念しており、充電のために30分以上も停車する必要があることに躊躇している。急速充電ステーションでも。 バッテリー材料の革新が充電インフラの進歩と一致すれば、ガソリン車の利便性を模倣し、EVの採用を促進する可能性があります。

CATL は、Contemporary Amperex Technology Co. Limited の頭字語であり、世界最大の EV バッテリー メーカーです。 同社はテスラ、メルセデス、フォルクスワーゲンなどの大手自動車メーカーにセルを供給している。

先週の発表は、同社が今年発表した注目を集めるテクノロジーの最新ニュースである。 とりわけ、航空機用の高エネルギー密度凝縮体電池の製造や、リチウムの代わりにナトリウムを使用した新しいEV電池の量産を計画している。

エネルギー調査会社BNEFのアナリスト、ジャヤン・シー氏によると、CATLの新しい急速充電バッテリーは競合他社のバッテリーの2倍の速さになるという。 テスラの急速充電により、15 分間で最大約 320 キロメートル（200 マイル）の航続可能距離が得られます。

バッテリーとエネルギー貯蔵技術に注力するベンチャーキャピタル会社ボルタ・エナジー・テクノロジーズの最高技術責任者デビッド・シュローダー氏は、一部の市販バッテリーはすでにCATLが先週発表した速度に達する可能性があると語る。 しかし、これらのバッテリーは定置型エネルギー貯蔵装置などの製品に使用されています。 CATL は、これらの急速充電セルを電気自動車に搭載する最初の企業となるでしょう。

リチウムイオン電池の場合、どれだけのエネルギーを蓄えることができるか、どれだけ早く充電できるかの間に厳しいトレードオフが存在する傾向があります。 これらのバッテリーは通常、「エネルギーセル」と「パワーセル」の 2 つのカテゴリに分類できます。 エネルギーセルは、できるだけ多くのエネルギーを詰め込むことを優先します。これは、かさばりすぎずに電気自動車の航続距離を延ばすのに役立ちます。 一方、パワーセルは急速な充電と放電を優先する傾向があり、電力網を安定させる定置型エネルギー貯蔵庫などの用途に役立ちます。

現在のパワーセルは高速充電が可能ですが、車で使用するには大きすぎる可能性があり、おそらく数十万マイルも持続しないでしょう。 急速充電が可能でありながら、小さく、軽く、長持ちするバッテリーは、一歩前進となるでしょう。

高容量と急速充電の間のトレードオフは、イオンと呼​​ばれる荷電分子がバッテリー内で動き回る方法に帰着します。 バッテリーが充電されると、電流によってリチウムイオンがセルの一方の側からもう一方の側に押し出されます。 その後、イオンはアノードと呼ばれるバッテリーの一部の空間にたまり、そこで待機します。 最終的には、誰かがデバイスに電力を供給するためにバッテリーを使用すると、蓄えられた電気が放出されて、急いで戻ってきます。

企業が計画を実行すれば、今年中にナトリウム電池が市場に出始める可能性がある。

バッテリーの総容量を増やすために、これらのアノードをより厚い材料層で作ることができます。これは、イオンが入り込むためのスペースがたくさんあることを意味します。 ただし、より厚いアノードを備えたバッテリーでは、貯蔵スペースの一部が層の奥深くにあるため、イオンがそこに到達するまでにさらに遠くまで移動する必要があり、充電プロセスが遅くなります。 充電を高速化するために、電池メーカーはこれらの層を薄くすることができるため、イオンがそれほど遠くまで移動する必要がなくなります。