Lítium-iónové (Li-ion) batérie, ktoré poháňajú väčšinu ev , sú ich jediným najdrahším komponentom, ktorý zvyčajne predstavuje približne 40 % ceny nového vozidla. Materiály, z ktorých sú tieto batérie vyrobené, určujú ich výkon, a preto pomáhajú určiť, ako ďaleko môže ev prejsť na jedno nabitie, ako rýchlo dokáže ísť a ako dlho vydrží jeho batéria. Najkritickejšou súčasťou týchto batérií sú zase ich katódy, ktoré predstavujú približne polovicu ich hodnoty. Závod v Nyse vyrába katódové materiály, čo ho stavia do centra revolúcie v oblasti batérií.

Pre napájanie elektromobilov prichádza množstvo nových batérií

Keďže predaj elektrických vozidiel na niektorých trhoch je pomalý, výrobcovia automobilov dúfajú, že zvýšia predaj lacnejšími a výkonnejšími batériami. Lacnejšie materiály však môžu poskytnúť zníženú úroveň výkonu, takže sa pravdepodobne budú používať v mestských autách s kratším dojazdom. Drahšie vysokovýkonné verzie sú zamerané na luxusné a športové autá. A niekde v strede sú verzie oboch. To všetko znamená, že ev budú používať mnoho rôznych typov batérií a každá verzia bude potrebovať inú zmes aktívneho materiálu katódy ( cam).

Nysa ukazuje, ako sa priemysel pripravuje na budúcnosť s viacerými batériami. „Nepodporujeme jedného koňa,“ hovorí Mathias Miedreich, šéf spoločnosti Umicore, bruselskej materiálovej skupiny, ktorá vlastní prevádzku v Nyse. Táto stratégia sa odráža v dizajne závodu. Väčšina tovární je konfigurovaná lineárnym spôsobom, pričom suroviny postupujú pozdĺž výrobnej linky pri vykonávaní operácií. existujúce cam továrne Umicore v Číne a Južnej Kórei fungujú týmto spôsobom.

V Nyse je však výroba usporiadaná modulárne. Rôzne procesy sa vykonávajú v oddelených budovách, pričom materiály sa medzi nimi prepravujú v obrovských kontajneroch podobných vreciam. To umožňuje rýchly prechod výroby na výrobu alternatívnych chémie batérií podľa dopytu a jednoduchšie zavádzanie nových procesov s vývojom technológií. Toto usporiadanie sa používa ako vzor pre závod cam , ktorý spoločnosť stavia v Kanade.

V súčasnosti je hlavnou surovinou vstupujúcou do závodu v Nyse lítium, ktoré väčšinou pochádza z baní v Čile a Austrálii. Po testoch sa zmieša s rôznymi kombináciami niklu, mangánu a kobaltu a potom sa varí v obrovských peciach. Potom sa preoseje, vyčistí a odošle výrobcom batérií na výrobu takzvaných batériových článkov nmc. Presné metódy používané v Nyse sú zložité a vysoko patentované. Návštevníci a zamestnanci sú zbavení svojich telefónov spolu s ďalšími predmetmi vrátane šperkov.

Výrobcovia batérií nanášajú cam na kovovú fóliu, aby vytvorili katódy. Keď sa batéria nabije, elektróny sa oddelia z atómov lítia na katóde, čím sa vytvoria nabité častice nazývané ióny. Ióny migrujú cez kvapalný elektrolyt k druhej elektróde nazývanej anóda, ktorá je často vyrobená z uhlíka. Elektróny, ktorým separačný materiál bráni prejsť touto cestou, namiesto toho cestujú pozdĺž vodičov nabíjacieho obvodu k anóde, kde sa znova spoja s iónmi a uložia sa. Keď sa batéria vybije, proces sa obráti a napája zariadenia ako elektromotor.

Väčšina automobiliek sa snaží kobalt používať menej, prípadne ho úplne eliminovať. Nielenže je drahý, toxický a vzácny, ale ťažba kobaltu je spojená so zneužívaním pracovnej sily v Konžskej demokratickej republike, ktorá je jeho primárnym zdrojom. Z tohto dôvodu Umicore používa monitorovací proces na vylúčenie neetických praktík. Takáto sledovateľnosť sa stáva čoraz dôležitejšou, v neposlednom rade v eú, kde sa od februára 2027 budú pre elektromobily vyžadovať „pasy na batérie“. Tieto budú podrobne uvádzať zdroj a povahu materiálov použitých pri ich výrobe.

Lacnejšia alternatíva k článkom nmc využíva fosforečnan lítny a železitý ( lfp ). Tie sa zaobídu bez kobaltu a niklu, ale majú nižšiu energetickú hustotu. Pri niektorých použitiach to nemusí byť dôležité. V Číne sú vozidlá s pohonom lfp obľúbené u mestských motoristov, ktorí cestujú na kratšie vzdialenosti. Niektoré Tesly štandardného rozsahu tiež používajú lfp články.

Ďalšou alternatívou lítia je sodík, ktorý napriek tomu, že je ťažší, je lacný a ľahko sa získava

. Sodíkové batérie môžu používať katódy vyrobené z relatívne lacných kovov, ako je mangán a železo, ale aj tieto majú nižšiu úroveň výkonu ako články nmc . Viacerí výrobcovia batérií vrátane čínskeho catl , najväčšieho na svete, už zriaďujú výrobné linky na sodíkové články. id TechEx, spoločnosť analytikov, si myslí, že by mohli byť o 20-30% lacnejšie ako Li-ion batérie. Jedným z potenciálne obrovských trhov je ukladanie obnoviteľnej energie do siete, kde je zvýšená hmotnosť menším problémom.

Zároveň sa zlepšujú aj lítium-iónové batérie. Na obzore sú výkonné polovodičové verzie, ktoré sa zaobídu bez tekutého elektrolytu. Vyvíja ich okrem iného Toyota. Budú menšie a ľahšie, čím sa zdvojnásobí dojazd existujúcich ev a skrátia sa časy nabíjania na niekoľko minút. Spočiatku budú drahé a pravdepodobne sa objavia v luxusných a športových modeloch. Spoločnosť Umicore začala vyrábať polovodičové batérie v účelovom prototypovom centre v belgickom Olen na testovanie vo vozidlách.

Stále prichádza viac chémie batérií. Umicore skúma drx ( neusporiadaná kamenná soľ), ktorá sa týka kryštalickej štruktúry, ktorá by mohla poskytnúť lítium-iónovým bunkám hustotu energie, ktorá zodpovedá kobaltu a niklu, ale s ľahšie dostupnými materiálmi, ako je mangán a titán. Gerbrand Ceder a jeho kolegovia z Kalifornskej univerzity v Berkeley predpokladajú, že batérie drx by mohli byť komerčne dostupné do piatich rokov.

Napriek nejednotnému spomaleniu predaja elektrických vozidiel dopyt po materiáloch pre batérie rastie. Závod v Nyse, ktorý bol otvorený v septembri 2022, sa už rozširuje a vedľa neho sa stavia druhý závod v spoločnom podniku so spoločnosťou PowerCo, ktorá spája aktivity v oblasti batérií koncernu Volkswagen. Spolu majú tieto dve elektrárne potenciál produkovať viac ako 200 gwh katódového materiálu ročne, čo je dosť na približne 3 milióny evs.

Na druhej strane batérie, anódy tiež začínajú vidieť viac inovácií. Group14 Technologies, spoločnosť so sídlom neďaleko Seattlu, začala vyrábať anódový materiál vyrobený z kompozitu kremíka a uhlíka. Typicky sú anódy vyrobené z grafitu. Kremík, ktorého je dostatok a je lacný, môže teoreticky absorbovať desaťkrát viac lítiových iónov ako grafit. Pri tom však môže kremík napučať na troj- až štvornásobok svojej veľkosti, čo by spôsobilo, že batérie, ktoré ich používajú, sa poškodia.

Kompozit skupiny 14 obsahuje expanziu, pretože obsahuje kremík v „lešení“ vyrobenom z uhlíkových nanočastíc, vysvetľuje Grant Ray, vedúci stratégie firmy. To umožní anóde z kremíkového kompozitu zvýšiť hustotu energie batérie až o 50 %. Keď spoločnosť zväčšuje výrobu, prvé batérie využívajúce silikónové anódy budú mať pravdepodobne vysokovýkonné aplikácie – Porsche, nemecký výrobca športových áut, je jedným z podporovateľov firmy.

To, ako sa presne vyvinú všetky tieto konkurenčné technológie batérií, bude závisieť od cien materiálov. Rastúce používanie lacnejších látok, ako je sodík, by mohlo zmierniť tlak na dodávky lítia, niklu a kobaltu. Rovnako aj recyklácia, pretože čoraz väčšie množstvo materiálov batérií bude pochádzať z rastúceho počtu elektrických vozidiel, ktoré sa dostanú na koniec cesty.

Vybrať víťazov bude naozaj ťažké. Rovnako ako továreň v Nyse, aj odvetvie výroby batérií potrebuje všetku flexibilitu, ktorú môže získať.

Elektrický bicykel ENGWE 1200W

Elektrický bicykel ENGWE


Do not believe *anything* until the Kremlin denies it™