5 technologií baterií pro elektromobily, na které se můžeme těšit v příštím desetiletí

Tvrzení o „průlomech v oblasti baterií“ se hojně objevují, ale jen málo technologií se dostalo z laboratoří do elektromobilů. Odborníci jako Pranav Jaswani z IDTechEx a Evelina Stoikou z BloombergNEF sdělili serveru Wired, že malá, dobře mířená vylepšení mohou mít velký význam, ale jejich realizace často trvá roky kvůli bezpečnostním požadavkům, validaci výroby a finanční proveditelnosti.

Lithium-iontové baterie zůstávají páteří éry elektromobilů

Velké průlomy se zatím točí kolem lithium-iontových baterií. „Lithium-iontové baterie jsou velmi vyspělé,“ říká Evelina Stoikou; rozsah investic a stávající dodavatelský řetězec ztěžují ostatním chemickým výrobcům dohnat v příštím desetiletí. Přesto by jediná změna ve složení nebo procesu mohla prodloužit dojezd asi o 80 kilometrů nebo snížit výrobní náklady natolik, aby se snížila cena automobilu, říká Pranav Jaswani.

5 kroků, které mohou skutečně změnit svět

LFP: Snižte náklady, udržte stabilitu

Proč je to důležité: Lithium-železitophosfátové (LFP) baterie používají železo a fosfát místo drahého a obtížně těžitelného niklu a kobaltu. LFP je stabilnější a v průběhu mnoha cyklů se degraduje pomaleji.

Potenciální přínos: Nižší náklady na baterie a ceny vozidel – obzvláště důležité, protože elektromobily konkurují automobilům na benzínový pohon. LFP je již v Číně populární a očekává se, že se v příštích několika letech rozšíří do Evropy a USA.

Výzvy: Nižší hustota energie, menší dojezd na baterii než u jiných možností.

Vysoký obsah niklu v NMC: Větší dosah, méně kobaltu

Proč je to důležité: Zvýšení obsahu niklu v lithiu, niklu, manganu a kobaltu zvyšuje hustotu energie a dosah bez zvýšení velikosti/hmotnosti. Umožňuje také redukci kobaltu, drahého a eticky kontroverzního kovu.

Problémy: Snížená stabilita, vyšší riziko praskání nebo výbuchu, vyžaduje přísnější konstrukci a tepelnou regulaci, což vede ke zvýšeným nákladům. Vhodnější pro špičková elektrická vozidla.

Proces suché elektrody: Minimalizace rozpouštědel, zvýšení efektivity výroby

Proč je to důležité: Místo míchání materiálů s rozpouštědly a následného sušení míchá technologie suchých elektrod suché prášky před povlakováním a laminováním. Méně rozpouštědel snižuje environmentální, zdravotní a bezpečnostní rizika; eliminace kroku sušení může zkrátit dobu obratu, zvýšit efektivitu a zmenšit výrobní prostor – to vše snižuje náklady.

Stav nasazení: Tesla podala žádost na anodě; LG a Samsung SGI linku testují.

Výzva: Zpracování suchého prášku je technicky složité a vyžaduje jemné doladění pro stabilizaci hromadné výroby.

Od buňky k balení: Využijte objem, přidejte asi 80 km

Proč je to důležité: Vynecháním modulů a umístěním článků přímo do bateriového bloku lze do stejného prostoru vměstnat více článků. Podle Pranava Jaswaniho může tato technologie prodloužit dojezd přibližně o 80 km a zlepšit maximální rychlost a zároveň snížit výrobní náklady. Tesla, BYD a CATL ji již používají.

Výzvy: Řízení tepelné nestability a strukturální pevnosti je bez modulů obtížnější; výměna vadných článků se stává komplikovanou a vyžaduje dokonce otevření nebo výměnu celého klastru.

Křemíková anoda: Hustá energie, rychlé nabíjení 6–10 minut

Proč je to důležité: Přidání křemíku do grafitové anody zvyšuje úložnou kapacitu (delší dojezd) a rychlejší nabíjení, přičemž plné nabití může trvat pouhých 6–10 minut. Tesla již nějaké křemíky namíchala; Mercedes-Benz a General Motors tvrdí, že se blíží k masové výrobě.

Problém: Křemík se cyklicky roztahuje/smršťuje, což způsobuje mechanické namáhání a praskání, což časem snižuje jeho kapacitu. To je dnes běžné u malých baterií, jako jsou ty v telefonech nebo motocyklech.

Technologie	Klíčové výhody	Výzva	Postavení
LFP	Nízké náklady, stabilní, pomalá degradace	Nízká hustota energie	Oblíbený v Číně; očekává se nárůst v EU/USA
Vysoký obsah niklu (NMC)	Zvýšení hustoty, snížení obsahu kobaltu	Méně stabilní, vysoké náklady na regulaci teploty	Vhodné pro luxusní vozy
Suchá elektroda	Snižte množství rozpouštědel, zvyšte účinnost, snižte náklady	Technické problémy při manipulaci se suchými prášky	Tesla (anoda); LG, Samsung, testováno SGI
Od buňky k balení	Zvyšte dojezd ~80 km, snižte náklady	Regulace tepla, obtížná oprava	Aplikace Tesly, BYD, CATL
Křemíková anoda	Delší dojezd, rychlé nabíjení 6–10 minut	Rozpínání způsobuje praskání a ztrátu kapacity.	Blíží se masová výroba

Slibné technologie, ale stále daleko od trhu

Sodný ion: Snadno se k nalezení používá, levně, tepelně stabilní

Proč je to důležité: Sodík je levný, hojný a snáze se zpracovává než lithium, což snižuje náklady dodavatelského řetězce. Sodík-iontové baterie se zdají být stabilnější a dobře fungují i v extrémních teplotách. Společnost CATL uvádí, že v příštím roce zahájí hromadnou výrobu a baterie by mohly tvořit až 40 % čínského trhu s osobními automobily.

Výzvy: Ionty sodíku jsou těžší, mají nižší energetickou hustotu a jsou vhodnější pro stacionární skladování. Technologie je v plenkách, s malým počtem dodavatelů a osvědčených postupů.

Pevné baterie: Vysoká hustota, bezpečnější, ale obtížně vyrobitelné

Proč je to důležité: Nahrazení kapalných/gelových elektrolytů pevnými slibuje vyšší hustotu, rychlejší nabíjení, delší životnost a menší riziko úniků. Toyota uvádí, že v roce 2027 nebo 2028 uvede na trh auto s pevnými bateriemi. BloombergNEF předpovídá, že do roku 2035 budou pevné baterie tvořit 10 % výroby elektromobilů a úložišť.

Výzvy: Některé pevné elektrolyty fungují špatně při nízkých teplotách; výroba vyžaduje nové zařízení; je obtížné vytvořit bezvadné vrstvy elektrolytu; chybí v oboru shoda ohledně výběru elektrolytu, což ztěžuje dodavatelský řetězec.

Pozoruhodný nápad, ale těžko popularizovatelný

Bezdrátové nabíjení: Maximální pohodlí, cenová bariéra

Proč je to důležité: Někteří výrobci tvrdí, že parkování a nabíjení bez nutnosti dobíjení bude brzy k dispozici; Porsche představuje prototyp a plánuje uvést na trh komerční verzi v příštím roce.

Výzvy: Drátové nabíjení je nyní efektivní a jeho instalace je mnohem levnější, uvádí Pranav Jaswani. Bezdrátové nabíjení se může objevit v některých specifických případech, jako je nabíjení autobusů na trasách zaparkovaných na molech, ale je nepravděpodobné, že se stane běžnou volbou.

Závěr: Očekávání jsou opodstatněná, ale vývoj vyžaduje čas

Nejslibnější technologie baterií jsou dnes většinou optimalizace v rámci lithium-iontového systému: LFP pro snížení nákladů, vysoký obsah niklu pro zvýšení hustoty, suché elektrody a Cell-to-Pack pro snížení výrobních nákladů, křemíkové anody pro zvýšení rychlosti nabíjení. Sodíkové iontové a polovodičové baterie mají naproti tomu dlouhodobý potenciál, ale mnoho výrobních překážek. Jak zdůrazňují odborníci, i malé změny se mohou v elektromobilech projevit až za 10 let – a na trh se dostanou pouze vylepšení, která splňují bezpečnostní normy a ekonomické aspekty.

Zdroj: https://baonghean.vn/5-cong-nghe-pin-xe-dien-dang-ky-vong-trong-thap-ky-toi-10310384.html