(Рейтер) - Начинающие компании по всему миру борются за разработку новых технологий аккумуляторов с использованием материалов, таких как натрий и сера, или другие инновационные химические соединения, с целью снижения затрат и уменьшения зависимости от некоторых критических минералов для обеспечения электромобилей (ЭМ).
Китай контролирует 85% мирового производства аккумуляторных ячеек и 90% переработки сырья, используемого в двух вариантах литий-ионных аккумуляторов, которые доминируют на сегодняшнем рынке ЭМ.
Технология аккумуляторов развивается быстро, но основной принцип остается неизменным, с тремя ключевыми компонентами - катодом, анодом и электролитом.
Поскольку автопроизводители взвешивают долгосрочные варианты, вот обзор различных типов аккумуляторов, которые в настоящее время используются или находятся в разработке.
СВИНЕЦ
Используется в существующих 6 или 12 вольтовых аккумуляторах для запуска двигателя автомобиля.
Преимущества: дешевый, работает в экстремальных условиях.
Недостатки: тяжелый и низкая энергетика.
НИКЕЛЬ-КАДМИЙ (НИ-КД)
Перезаряжаемые аккумуляторы.
НИКЕЛЬ-МЕТАЛЛ ГИДРИД (НИ-МГ)
Технология, используемая на первом Гибриде Toyota Prius в 1997 году.
ХЛОРИД НАТРИЯ НИКЕЛЯ
Использовался в автопарке Venturi Automobiles французской почтовой службы.
Преимущества: компактный, этот аккумулятор может быть установлен на существующие транспортные средства без необходимости их переделки.
Недостатки: ограниченная максимальная скорость до 100 км/ч, запас хода ограничен до 100 км.
ПОЛИМЕР НАТРИЯ МЕТАЛЛ ЛИТИЯ (ПНМЛ)
Используется в модели Bollor Pininfarina BlueCar, парижской службы каршеринга Autolib, которые сейчас прекращены. Технология теперь используется в основном для стационарного хранения, автобусов и трамваев.
Преимущества: "Сухая" технология по принципу конденсатора, более простой промышленный процесс.
Недостатки: требуется предварительный нагрев и поддержание аккумулятора при определенной температуре.
ЛИТИЙ-ИОН
Самая распространенная технология сегодня, используемая в телефонных и ноутбучных аккумуляторах, электромобилях и других устройствах, впервые коммерциализированная в 1991 году компанией Sony.
Преимущества: Литий - второй по энергетике металл после урана.
Все большая максимальная скорость и запас хода, отсутствие эффекта памяти, возможна быстрая и медленная зарядка.
Недостатки: Вес и чувствительность к внешним условиям (холод, вибрации), так называемые "жидкие" аккумуляторы, требующие тщательного контроля рисков перегрева.
ДВЕ СЕМЬИ ТЕХНОЛОГИЙ ЛИ-ИОНУ ДОМИНИРУЮТ НА РЫНКЕ ЭМ
NMC (Никель Марганец Кобальт), с высокой энергетической плотностью, но по цене, более подходящей для крупных транспортных средств. Кобальт поступает в основном из Демократической Республики Конго, где условия добычи металла представляют стратегические и этические проблемы.
LFP (Литий Фосфат Железа)
Преимущества: Исключает необходимость кобальта, более доступная технология, подходящая для более маленьких транспортных средств.
Недостатки: Более низкая энергетическая плотность, чем у NMC.
НАТРИЕВО-ИОННЫЙ
Преимущества: Исключает необходимость лития, никеля или кобальта, металлов, которые в настоящее время находятся в высоком спросе, заменены алюминием, железом и марганцем.
Поскольку натрий гораздо более распространен, чем литий, добыча и поставка проще и менее дорогие.
Негорючий, может выдерживать до 50 000 циклов зарядки, в пять-десять раз больше, чем литий-ион.
Недостатки: Более низкая энергетическая плотность, почти отсутствует поставка этого типа аккумуляторов в настоящее время, интерес связан с ценой лития.
LNMO (Литий Никель Марганец Оксид)
Преимущества: Исключает необходимость кобальта. Renault утверждает, что эта технология, которую она планирует представить к 2028 году, сочетает в себе энергетическую плотность NMC, стоимость и безопасность LFP, и время зарядки менее 15 минут.
Недостатки: Пока находится в разработке.
ЛИТИЙ-СЕРА
Преимущества: Американская стартап-компания Lyten, поддержанная Stellantis, которая купила большую часть активов банкротившегося шведского производителя аккумуляторов Northvolt, утверждает, что эта технология обладает более чем вдвое большей энергетической плотностью, чем литий-ион. Она также исключает необходимость никеля, кобальта и марганца, обеспечивает большую независимость, поскольку некоторые сырьевые материалы могут быть произведены локально, в Северной Америке и Европе.
Недостатки: Нет внедрения до 2028 года.
АККУМУЛЯТОРЫ ТВЕРДОГО ТЕЛА
Твердый электролит (полимер, керамика) заменяет жидкий электролит литий-ионной технологии.
Преимущества: Более высокая энергетическая плотность, легче, негорючая.
Недостатки: Пока находится в разработке, нет массового производства.
Источники: futura-sciences.com, Plastec, Saft (TotalEnergies), Renault, Arkema, другие компании.
(Автор Гиллес Гийом, дополнительное расследование Ником Кэри, перевод Алессандро Пароди и Мари Маннес, редактирование Мэтта Скаффхэма и Сьюзан Фентон)