EV Baterie są o uzyskać Much-Need Upgrade

Zasięg naprawdę nie jest problemem dla większości samochodów elektrycznych już. Ale tak jak w przypadku samochodów spalinowych, niekoniecznie chodzi o wielkość zbiornika paliwa, ale o to, jak łatwo jest zdobyć paliwo. W przypadku pojazdów elektrycznych problemem nie jest rozmiar akumulatora, ale szybkość ładowania i trwałość baterii. Na szczęście istnieje kilka nowych rozwiązań, które mogą rozwiązać niektóre z tych bólów głowy baterii EV.

Toyota’s solid-state EV batteries

Jednym z prostych sposobów na obejście lęku przed zasięgiem jest sprawienie, aby stacje szybkiego ładowania (i ładowarki domowe) były bardziej powszechne. Ale to wymaga czasu i ogromnych inwestycji w infrastrukturę. A nawet wtedy, Battery University wyjaśnia, baterie litowo-jonowe mogą wytrzymać tylko tyle cykli szybkiego ładowania, zanim zaczną ulegać degradacji. Toyota, chociaż, może mieć rozwiązanie dla tego, Autoblog raporty.

RELATED: Supercapacitors May Revolutionize the Electric Truck, but Are They Ready for Production?

Baterie litowo-jonowe polegają na ciekłym elektrolicie do przenoszenia jonów i elektronów w celu zapewnienia mocy. Ale ten elektrolit, jak wyjaśniają The Verge i NewAtlas, jest łatwopalny i potencjalnie wybuchowy, zwłaszcza jeśli sama bateria jest stara lub uszkodzona. Jest również korozyjny, jeśli jest niewłaściwie pielęgnowany, Handbook of Advanced Ceramics wyjaśnia.

Odpowiedzią Toyoty jest zastąpienie cieczy w akumulatorach samochodów elektrycznych ciałem stałym, tworząc baterię typu solid-state. Akumulator półprzewodnikowy, jak wyjaśnia Automotive News, byłby lżejszy i bezpieczniejszy od akumulatora litowo-jonowego. Byłby również trwalszy i ładowałby się znacznie szybciej. Czas ładowania dla pojazdu takiego jak Honda E mógłby spaść z 30 minut do mniej niż 15.

Jednakże projekt półprzewodnikowy nie jest jedyną rzeczą, którą Toyota bada w swoich prototypowych bateriach do samochodów elektrycznych. Japoński producent samochodów inwestuje również w nową chemię baterii EV: litowo-siarkową. Akumulatory Li-S mają większą gęstość energii niż akumulatory litowo-jonowe, a materiały, z których są wykonane, kosztują mniej. Unikają również stosowania niezwykle problematycznego materiału: kobaltu.

Kilka innych firm zajmujących się akumulatorami i samochodami elektrycznymi rozwiązuje ten problem pod innym kątem.

Wyeliminowanie kobaltu z akumulatorów samochodów elektrycznych

RELATED: Testing Electric Car Batteries Isn’t Quite Like Testing Engines

Although Li-ion batteries are built around lithium, they need cobalt and graphite for their electrodes, Chemical & Engineering News reports. Kobalt jest największym czynnikiem wpływającym na ceny baterii EV, NBC raporty, a popyt przewyższa podaż.

Co gorsza, znaczna część światowego kobaltu jest wydobywana przez przerażająco niedostatecznie opłacanych i przepracowanych górników w Demokratycznej Republice Konga. A to obejmuje dzieci.

Wielu głównych dostawców baterii już wycofali się z kobaltu wydobywanego przez pracę dzieci. Tesla i Panasonic, chociaż, biorą to krok dalej, InsideEVs raporty. Panasonic jest głównym dostawcą baterii Tesla, a obecnie produkuje niklowo-kobaltowo-aluminiowe baterie EV, raporty TechCrunch. Jednak twierdzi, aby użyć mniej niż 2% globalnej podaży kobaltu w swoich bateriach. Twierdzi również, że jego baterie będą wolne od kobaltu do 2023 r.

RELATED: Tesla Wants to Supply Batteries to Rivals

Tesla nawiązała również współpracę z chińską firmą CATL, donosi Reuters, w celu opracowania baterii litowo-żelazowo-fosforanowych. Akumulatory LFP („F” jak „Fe”, czyli żelazo) nie są tak gęste energetycznie jak baterie litowo-jonowe, donosi Epec Engineered Technologies. Jednak nie tylko nie używają one kobaltu, ale są bardziej stabilne i trwalsze. Ale nowa chemia może nie być absolutnie konieczna.

InsideEVs donosi, że kilku naukowców z University of Texas at Austin opracowało akumulator Li-ion do samochodów elektrycznych, który nie wykorzystuje kobaltu. Ale to używa metali już znaleźć w bateriach Li-ion: nikiel, aluminium i mangan. Nowy chemia ma nie mniej w wydajności ładowania lub trwałość, Green Car Congress raporty. I zgodnie z raportem opublikowanym w Advanced Materials, ma „natychmiastowe skalowalność syntezy.”

Jak szybko będzie te aktualizacje trickle dół do konsumentów?

Cięcie kobalt z baterii EV ma inną potencjalną korzyść: co EVs tak tanie, jak samochody ICE. Według Forbes, obniżenie kosztu baterii samochodu elektrycznego do $ 100/kWh praktycznie wyeliminować tę różnicę cen.

Od tego pisania, koszt jest około $ 147/kWh. Biorąc pod uwagę, że kobalt jest 10%-30% kosztów baterii Li-ion, Green Car Congress raporty, eliminując go może prowadzić, że w dół do około $ 110-$120. Jednak baterie LFP mogą teoretycznie osiągnąć 100 dolarów/kWh do 2024 roku, jak donosi Forbes, i 61 dolarów/kWh do 2030 roku. Ale to wciąż wymaga uruchomienia wersji komercyjnej. To samo dotyczy baterii Uniwersytetu w Teksasie. Choć w tym przypadku naukowcy, którzy za nim stoją, założyli już firmę, która będzie go komercjalizować: TexPower.

RELATED: Are Electric Trucks Doomed to 'Lifestyle Vehicle’ Status?

So where does Toyota’s solid-state electric car battery fit in? Obecnie producent samochodów pracuje nad przezwyciężeniem tendencji baterii Li-S do odkształcania się z upływem czasu. Ponadto, produkcja baterii Li-S EV wymaga starannie kontrolowanego środowiska o bardzo niskiej wilgotności. Pierwsze działające prototypy zostaną zaprezentowane najwcześniej w 2025 roku. A nawet wtedy, potrzeba będzie kilku lat, aby cena spadła, z powodu niskiej wielkości produkcji.

Ale wszystkie te zmiany są nadal krokiem w kierunku uczynienia EV bardziej przystępne i osiągalne dla wszystkich.

Śledź więcej aktualizacji z MotorBiscuit na naszej stronie Facebook.