Az EV akkumulátorok hamarosan megkapják a szükséges frissítést

A hatótávolság a legtöbb elektromos autó esetében már nem jelent problémát. De ahogy a belső égésű autóknál, itt sem feltétlenül az üzemanyagtartály mérete a lényeg, hanem az, hogy mennyire könnyű hozzájutni az üzemanyaghoz. Az EV-knél nem az akkumulátor mérete a probléma, hanem a töltési sebesség és az akkumulátor élettartama. Szerencsére van néhány új fejlesztés, amely megoldhatja az EV akkumulátorok okozta fejfájást.

Toyota szilárdtest EV akkumulátorai

A hatótávolságtól való félelem egyik egyszerű módja a gyorstöltő állomások (és otthoni töltők) elterjedtebbé tétele. Ehhez azonban időre és hatalmas infrastrukturális beruházásokra van szükség. És még akkor is, magyarázza a Battery University, a lítium-ion akkumulátorok csak bizonyos számú gyorstöltési ciklust bírnak ki, mielőtt elkezdenek degradálódni. A Toyotának azonban erre is lehet megoldása, írja az Autoblog.

RELATED: A szuperkondenzátorok forradalmasíthatják az elektromos teherautókat, de készen állnak-e a gyártásra?

A Li-ion akkumulátorok folyékony elektrolitra támaszkodnak az ionok és elektronok szállítására az energiaellátás érdekében. Ez az elektrolit azonban – magyarázza a The Verge és a NewAtlas – gyúlékony és robbanásveszélyes, különösen, ha maga az akkumulátor régi vagy sérült. Emellett korrodáló hatású is, ha nem megfelelően ápolják, magyarázza a Handbook of Advanced Ceramics.

A Toyota válasza az, hogy az elektromos autók akkumulátoraiban lévő folyadékot szilárd anyaggal helyettesíti, így jön létre a szilárdtest akkumulátor. Az Automotive News szerint a szilárdtest-elektromos akkumulátor könnyebb és biztonságosabb lenne, mint a Li-ion akkumulátor. Emellett tovább tartana, és lényegesen gyorsabban töltődne. Egy olyan jármű újratöltési ideje, mint a Honda E, 30 percről kevesebb mint 15 percre csökkenhetne.

A szilárdtest-konstrukció azonban nem az egyetlen dolog, amit a Toyota vizsgál az elektromos autó akkumulátorának prototípusával. A japán autógyártó egy újszerű EV akkumulátor-kémiába is befektet: a lítium-kénbe. A Li-S akkumulátorok energiasűrűbbek, mint a Li-ion akkumulátorok, és az anyagköltségük is alacsonyabb. Emellett elkerülnek egy rendkívül problémás anyagot: a kobaltot.

Még néhány más EV- és akkumulátorgyártó vállalat azonban más szemszögből közelíti meg ezt a problémát.

A kobalt kivonása az elektromos autók akkumulátoraiból

HÍREK: Az elektromos autók akkumulátorainak tesztelése nem egészen olyan, mint a motoroké

Bár a Li-ion akkumulátorok lítiumra épülnek, kobaltra és grafitra van szükségük az elektródákhoz, írja a Chemical & Engineering News. A kobalt a legnagyobb tényező az EV akkumulátorok árai mögött, írja az NBC, és a kereslet meghaladja a kínálatot.

Még rosszabb, hogy a világ kobaltjának jelentős részét szörnyen alulfizetett és túlhajszolt bányászok bányásszák a Kongói Demokratikus Köztársaságban. És ezek között gyerekek is vannak.

Sok nagy akkumulátorgyártó már kivonta a gyermekmunkával bányászott kobaltot. A Tesla és a Panasonic azonban egy lépéssel tovább megy, írja az InsideEVs. A Panasonic a Tesla elsődleges akkumulátor-beszállítója, és jelenleg nikkel-kobalt-alumínium EV akkumulátorokat gyárt – írja a TechCrunch. Azt állítja azonban, hogy a globális kobaltkészlet kevesebb mint 2%-át használja fel az akkumulátoraiban. Azt is állítja, hogy az akkumulátorai 2023-ra kobaltmentesek lesznek.

RELATED: A Tesla akkumulátorokat akar szállítani a riválisoknak

A Reuters jelentése szerint a Tesla a kínai CATL céggel is partnerségre lépett a lítiumvas-foszfát akkumulátorok fejlesztése érdekében. Az LFP (“F” mint “Fe”, azaz vas) akkumulátorok nem egészen olyan energiasűrűségűek, mint a Li-ion akkumulátorok, írja az Epec Engineered Technologies. Azonban nem csak, hogy nem használnak kobaltot, de stabilabbak és hosszabb élettartamúak is. De az új kémia nem feltétlenül szükséges.

Az InsideEVs jelentése szerint a University of Texas at Austin több tudósa kifejlesztett egy olyan Li-ion elektromos autó akkumulátort, amely nem használ kobaltot. Viszont felhasználja a Li-ion akkumulátorokban már megtalálható fémeket: nikkelt, alumíniumot és mangánt. Az új kémia sem a töltési hatékonyságban, sem a tartósságban nem szenved kevesebbet, írja a Green Car Congress. Az Advanced Materials című szaklapban megjelent jelentés szerint pedig “azonnal szintetizálható.”

Milyen hamar jutnak el ezek a frissítések a fogyasztókhoz?

A kobalt kivonása az EV akkumulátorokból egy másik lehetséges előnye is van: az EV-k olyan olcsóvá válnak, mint a belső égésű autók. A Forbes szerint az elektromos autók akkumulátorának 100 $/kWh-ra történő csökkentése gyakorlatilag megszüntetné ezt az árkülönbséget.

Az e sorok írásakor a költség körülbelül 147 $/kWh. Tekintettel arra, hogy a kobalt a Li-ion akkumulátorok költségének 10-30%-át teszi ki – írja a Green Car Congress -, ennek kiküszöbölése körülbelül 110-120 dollárra csökkenthetné ezt a költséget. A Forbes szerint azonban az LFP akkumulátorok elméletileg 2024-re elérhetik a 100 $/kWh, 2030-ra pedig a 61 $/kWh árat. Ehhez azonban még mindig szükség van egy kereskedelmi változat beindítására és működtetésére. És ugyanez vonatkozik a Texasi Egyetem akkumulátorára is. Bár ebben az esetben a mögötte álló kutatók már alapítottak egy céget a kereskedelmi forgalomba hozatalára: TexPower.

RELATED: Az elektromos teherautók “életmódjárművek” státuszára vannak kárhoztatva?

Hol van tehát a Toyota szilárdtest-elektromos autóakkumulátora? Jelenleg az autógyártó a Li-S akkumulátorok idővel való deformálódási hajlamának leküzdésén dolgozik. Ráadásul a Li-S EV akkumulátorok gyártásához gondosan ellenőrzött, rendkívül alacsony nedvességtartalmú környezetre van szükség. Az első működő prototípusok legkorábban 2025-ben mutatkozhatnak be. És még akkor is eltart néhány évig, amíg az ár csökken, a kis gyártási volumen miatt.

De mindezek a fejlesztések még mindig egy lépést jelentenek afelé, hogy az EV-k megfizethetőbbé és mindenki számára elérhetővé váljanak.

Kövesse a MotorBiscuit további frissítéseit a Facebook-oldalunkon.