В лаборатории тестируют будущее аккумуляторов для электромобилей

Oct 19, 2023

ЭНН-АРБОР, Мичиган – Внутри этого скромного кирпичного здания в кампусе Мичиганского университета ученые сосредотачиваются на решении некоторых из самых серьезных проблем с аккумуляторами электромобилей – и пытаются исправить их, прежде чем они начнут угрожать быстрому росту отрасли.

Исследователей из «пространства производителей» аккумуляторов вдохновляло все — от твитов Илона Маска до неприятной проблемы возгорания литий-ионных аккумуляторов. Это стало горячей точкой для ученых как из академических кругов, так и крупных автопроизводителей, таких как Ford Motor Co. и Mercedes-Benz, где они могут использовать передовое оборудование для тестирования экспериментальных и сложных технологий аккумуляторов, прежде чем предлагать их для крупномасштабного производства.

Небольшая лаборатория является одним из немногих центров, который позволяет практически любому исследователю или инженеру, занимающемуся аккумуляторами, тестировать новейшие технологии, что дает ей огромную роль в технологической гонке вокруг передовых аккумуляторов для электромобилей, которые могут определить, достигнут ли США агрессивного климата администрации Байдена. целей и облегчает контроль Китая над цепочками поставок.

«Если вы собираетесь заменить все транспортные средства на дороге электромобилями, это потребует большого количества батарей. Имеет смысл внедрить вашу технологию в транспортное средство», — сказал Грег Лесс, директор лаборатории. «Но прежде чем ты сможешь бежать, тебе нужно идти».

Разработка аккумуляторов для электромобилей стала основной деловой и политической проблемой после реализации Закона о сокращении инфляции, закона стоимостью 369 миллиардов долларов, частично направленного на стимулирование внедрения электромобилей, хотя он содержит строгие требования к закупкам как минералов, так и запчастей для аккумуляторов.

В то время как большинство электромобилей сегодня питаются от литий-ионных аккумуляторов — технологии, созданной десятилетиями, также используемой в ноутбуках и мобильных телефонах — исследователи, связанные с научными кругами и автомобильными компаниями, ищут способы создания еще более совершенных аккумуляторов. Они хотят увеличить емкость, ускорить время зарядки, сократить расходы и использовать наиболее экологически и социально ответственные материалы, которые они могут найти.

Местоположение лаборатории Мичиганского университета не является ошибкой. Помимо стартапа Tesla Inc. на Западном побережье и экосистемы, которую компания создала, Лесс говорит, что многие автомобильные компании присутствуют на юго-востоке Мичигана, например, автомобильные компании из Детройта, такие как Ford и General Motors Co., и иностранные автопроизводители, такие как Mercedes-Benz. Бенц и Hyundai Motor Co.

Лаборатория стоимостью 10 миллионов долларов, расположенная на тихой, обсаженной деревьями улице университетского кампуса, расположена в ряду зданий рядом с библиотекой президента Джеральда Форда и музеем, в котором хранится жизнь и работа 38-го президента. Этот объект является результатом сотрудничества университета, Мичиганской корпорации экономического развития и Ford, направленного на более быстрое проектирование и производство прототипов аккумуляторов.

Внутри находится исследовательское пространство площадью 9000 квадратных футов, включая то, что Лесс называет «гигантским макаронным прессом», машиной, которая покрывает длинные металлические полосы обработанными минералами, которые в конечном итоге пойдут на тестовые батареи для электромобилей. «Сухая комната» неподалеку используется для сборки литий-ионных аккумуляторных элементов. Другие машины измеряют, как прототипы удерживают и выделяют электрический заряд, или проводят «тесты на неправильное обращение», то есть батареи испытывают резкие колебания температуры или повреждаются. За стеклянным шкафом без дела стоит подвижная панель с прикрепленным к ней инструментом для протыкания аккумуляторов. Лесс объясняет, что исследователи прокалывают или поджигают батарейки, чтобы посмотреть, как они отреагируют.

Тед Миллер, который отвечает за исследования аккумуляторных элементов и передовые разработки Ford, сказал, что лаборатория сыграла решающую роль, помогая автопроизводителю тестировать технологию, которая теперь помогает непосредственно определить технологию аккумуляторных батарей Ford следующего поколения, а также планы компании по расширению масштабов. в Ford Ion Park, собственной исследовательской площадке.

По мере того, как индустрия электромобилей процветает, автопроизводители расширяют свои собственные исследовательские возможности и используют ресурсы аналогичных лабораторий в Нью-Йорке, Индиане, Техасе и штатах Вашингтон.

Но Лесс сказал, что спрос на исследовательские центры по-прежнему превышает имеющиеся возможности, и ожидается, что потребность будет расти по мере того, как будут укореняться средства из Закона о сокращении инфляции, материализуются внутренние цепочки поставок, а химия и технологии аккумуляторов развиваются быстрее.