Bateriile pentru vehicule electrice sunt pe cale să primească o actualizare atât de necesară

Range-ul nu mai reprezintă o problemă pentru majoritatea mașinilor electrice. Dar, la fel ca în cazul mașinilor cu motoare cu combustie internă, nu este neapărat vorba de dimensiunea rezervorului de combustibil, ci de cât de ușor este să faci rost de combustibil. În cazul vehiculelor electrice, problema nu este dimensiunea bateriei, ci viteza de încărcare și longevitatea bateriei. Din fericire, există câteva evoluții noi care ar putea rezolva unele dintre aceste bătăi de cap ale bateriilor EV.

Baterii EV cu stare solidă de la Toyota

O modalitate simplă de a rezolva problema anxietății de autonomie este de a face ca stațiile de încărcare rapidă (și încărcătoarele de acasă) să fie mai răspândite. Dar acest lucru necesită timp și investiții masive în infrastructură. Și chiar și atunci, explică Battery University, bateriile litiu-ion nu pot suporta decât un număr limitat de cicluri de încărcare rapidă înainte de a începe să se degradeze. Toyota, însă, ar putea avea o soluție pentru acest lucru, relatează Autoblog.

RELATED: Supercapacitorii ar putea revoluționa camionul electric, dar sunt pregătiți pentru producție?

Baterii Li-ion se bazează pe un electrolit lichid pentru a transporta ioni și electroni pentru a furniza energie. Dar acest electrolit, explică The Verge și NewAtlas, este inflamabil și potențial exploziv, mai ales dacă bateria în sine este veche sau deteriorată. De asemenea, este coroziv dacă este îngrijit în mod necorespunzător, explică Handbook of Advanced Ceramics.

Răspunsul celor de la Toyota este de a înlocui lichidul din bateriile mașinilor electrice cu un solid, creând o baterie în stare solidă. O baterie EV solid-state, explică Automotive News, ar fi mai ușoară și mai sigură decât una Li-ion. De asemenea, ar dura mai mult și s-ar încărca semnificativ mai repede. Timpul de reîncărcare pentru un vehicul precum Honda E ar putea scădea de la 30 de minute la mai puțin de 15.

Cu toate acestea, designul solid-state nu este singurul lucru pe care Toyota îl investighează cu prototipurile sale de baterii pentru mașini electrice. Constructorul auto japonez investește, de asemenea, într-o chimie nouă a bateriilor pentru vehicule electrice: litiu-sulfură. Bateriile Li-S sunt mai dense din punct de vedere energetic decât cele Li-ion, iar materialele lor costă mai puțin. De asemenea, ele evită utilizarea unui material extrem de problematic: cobaltul.

Câteva alte companii producătoare de VE și baterii, însă, abordează această problemă dintr-un unghi diferit.

Scoaterea cobaltului din bateriile mașinilor electrice

RELATED: Testarea bateriilor mașinilor electrice nu este la fel ca testarea motoarelor

Deși bateriile Li-ion sunt construite în jurul litiului, acestea au nevoie de cobalt și grafit pentru electrozi, relatează Chemical & Engineering News. Cobaltul este cel mai mare factor care stă la baza prețurilor bateriilor pentru vehicule electrice, relatează NBC, iar cererea depășește oferta.

Cei mai răi, o parte semnificativă din cobaltul din lume este extrasă de minerii din Republica Democratică Congo, plătiți îngrozitor de prost și suprasolicitați. Iar printre aceștia se numără și copii.

Mai mulți furnizori importanți de baterii au renunțat deja treptat la cobaltul extras din minele exploatate prin munca copiilor. Tesla și Panasonic, însă, fac un pas mai departe, relatează InsideEVs. Panasonic este principalul furnizor de baterii al Tesla și produce în prezent baterii de nichel-cobalt-aluminiu pentru vehicule electrice, relatează TechCrunch. Cu toate acestea, susține că utilizează mai puțin de 2% din oferta globală de cobalt în bateriile sale. De asemenea, susține că bateriile sale nu vor mai conține cobalt până în 2023.

RELATED: Tesla vrea să furnizeze baterii rivalilor

Tesla a încheiat, de asemenea, un parteneriat cu firma chineză CATL, relatează Reuters, pentru a dezvolta baterii litiu-fosfat de fier. Bateriile LFP („F” de la „Fe”, sau fier) nu sunt la fel de dense din punct de vedere energetic ca cele Li-ion, relatează Epec Engineered Technologies. Cu toate acestea, nu numai că nu folosesc cobalt, dar sunt mai stabile și au o durată de viață mai lungă. Dar este posibil ca noua chimie să nu fie strict necesară.

InsideEVs relatează că mai mulți oameni de știință de la Universitatea din Texas, Austin, au dezvoltat o baterie Li-ion pentru mașini electrice care nu folosește cobalt. Dar folosește metale care se găsesc deja în bateriile Li-ion: nichel, aluminiu și mangan. Noua chimie nu are mai puțin în ceea ce privește eficiența de încărcare sau durabilitatea, relatează Green Car Congress. Și, potrivit raportului publicat în Advanced Materials, are „scalabilitate imediată de sinteză.”

Cât de repede vor ajunge aceste actualizări la consumatori?

Căutarea cobaltului din bateriile pentru vehicule electrice are un alt beneficiu potențial: face ca vehiculele electrice să fie la fel de ieftine ca și mașinile cu motoare cu combustie internă. Potrivit Forbes, scăderea costului unei baterii de mașină electrică la 100 de dolari/kWh ar elimina practic această disparitate de preț.

În momentul scrierii acestui articol, costul este de aproximativ 147 dolari/kWh. Având în vedere că cobaltul reprezintă 10%-30% din costul unei baterii Li-ion, relatează Green Car Congress, eliminarea acestuia ar putea face ca acesta să scadă la aproximativ 110-120 dolari. Cu toate acestea, teoretic, bateriile LFP ar putea ajunge la 100 $/kWh până în 2024, relatează Forbes, și la 61 $/kWh până în 2030. Dar pentru asta mai este nevoie de punerea în funcțiune a unei versiuni comerciale. Același lucru este valabil și pentru bateria de la Universitatea din Texas. Deși, în acest caz, cercetătorii din spatele ei au format deja o companie pentru a o comercializa: TexPower.

RELATED: Sunt camioanele electrice condamnate la statutul de „vehicule de stil de viață”?

Atunci unde se încadrează bateria cu semiconductori a mașinilor electrice Toyota? În prezent, producătorul auto lucrează la depășirea tendinței bateriilor Li-S de a se deforma în timp. În plus, fabricarea unei baterii Li-S pentru vehicule electrice necesită un mediu cu umiditate ultra-redusă atent controlat. Primele prototipuri funcționale nu vor fi dezvăluite decât cel mai devreme în 2025. Și chiar și atunci, va fi nevoie de câțiva ani pentru ca prețul să scadă, din cauza volumului redus de producție.

Dar toate aceste evoluții fac totuși un pas înainte pentru a face EV-urile mai accesibile și la îndemâna tuturor.

Să urmăriți mai multe actualizări de la MotorBiscuit pe pagina noastră de Facebook.