Καθώς η ζήτηση για ηλεκτρικά αυτοκίνητα αυξάνεται, εταιρείες και νεοφυείς επιχειρήσεις σε όλο τον κόσμο επενδύουν στην εξέλιξη εναλλακτικών τεχνολογιών μπαταριών, με στόχο τη μείωση του κόστους και την απεξάρτηση από κρίσιμες πρώτες ύλες.
Η Κίνα κυριαρχεί σήμερα στην παγκόσμια παραγωγή στοιχείων μπαταριών, καλύπτοντας το 85% της αγοράς, ενώ επεξεργάζεται το 90% των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται στους δύο βασικούς τύπους μπαταριών ιόντων λιθίου, οι οποίοι κυριαρχούν αυτή τη στιγμή στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Παρ’ όλα αυτά, ο ανταγωνισμός εντείνεται και πολλές τεχνολογίες βρίσκονται σε φάση ανάπτυξης ή δοκιμής.
Η βασική δομή των μπαταριών παραμένει κοινή –κάθοδος, άνοδος και ηλεκτρολύτης– αλλά οι πρώτες ύλες και η χημεία διαφέρουν σημαντικά από τύπο σε τύπο. Πιο κάτω παρουσιάζονται οι κυριότερες τεχνολογίες μπαταριών που είτε χρησιμοποιούνται ήδη είτε βρίσκονται υπό εξέλιξη.
Μολύβδου
Η παλαιότερη τεχνολογία, που εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε συμβατικές 6βολτες ή 12βολτες μπαταρίες για εκκίνηση του κινητήρα. Είναι φθηνή και ανθεκτική σε ακραίες συνθήκες, αλλά βαριά και με χαμηλή ενεργειακή απόδοση.
Νικελίου-καδμίου (Ni-Cd)
Επαναφορτιζόμενη τεχνολογία, αλλά πλέον ξεπερασμένη λόγω του καδμίου, που θεωρείται τοξικό.
Νικελίου-υδριδίου μετάλλου (Ni-MH)
Η τεχνολογία που χρησιμοποιήθηκε στην πρώτη γενιά Toyota Prius το 1997. Ανθεκτική αλλά με περιορισμένη ενεργειακή πυκνότητα σε σχέση με τις σύγχρονες λύσεις.
Νάτριο-νικελίου-χλωρίδιο
Έχει χρησιμοποιηθεί στον στόλο των Venturi Automobiles για τις ταχυδρομικές υπηρεσίες της Γαλλίας. Χωρά σε συμβατικά αμαξώματα χωρίς τροποποιήσεις, αλλά έχει περιορισμούς: μέγιστη ταχύτητα 100 χλμ/ώρα και αυτονομία περίπου 100 χλμ.
Λιθίου-μετάλλου-πολυμερούς (LMP)
Χρησιμοποιήθηκε σε μοντέλα όπως το Bollore Pininfarina BlueCar και την υπηρεσία Autolib στο Παρίσι, που πλέον έχουν διακοπεί. Πιο πρόσφατα, η τεχνολογία χρησιμοποιείται σε λεωφορεία και τραμ. Πλεονεκτεί στην απλότητα παραγωγής και στη «στεγνή» δομή, αλλά απαιτεί προθέρμανση και σταθερή θερμοκρασία λειτουργίας.
Λιθίου-ιόντων
Η πιο διαδεδομένη τεχνολογία σήμερα. Εμφανίστηκε εμπορικά το 1991 από τη Sony και χρησιμοποιείται σε τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές και φυσικά στα περισσότερα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, ταχεία φόρτιση, απουσία «μνήμης» φόρτισης και συνεχώς αυξανόμενη απόδοση. Ωστόσο, είναι ευαίσθητη σε θερμοκρασίες και κραδασμούς, και απαιτεί αυστηρή διαχείριση θερμότητας.
Στην αγορά κυριαρχούν δύο τύποι λιθίου-ιόντων:
- NMC (Νικελίου-μαγγανίου-κοβαλτίου): Υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, κατάλληλη για μεγαλύτερα αυτοκίνητα, αλλά με υψηλότερο κόστος. Το κοβάλτιο εξορύσσεται κυρίως στη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό, όπου εγείρονται σοβαρά ηθικά και στρατηγικά ζητήματα.
- LFP (Λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος): Πιο προσιτή λύση, χωρίς χρήση κοβαλτίου, ιδανική για μικρότερα οχήματα. Ωστόσο, έχει χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα.
Νάτριο-ιόντων
Εξαλείφει την ανάγκη για λίθιο, νικέλιο ή κοβάλτιο, αντικαθιστώντας τα με πιο άφθονα μέταλλα όπως ο σίδηρος, το μαγγάνιο και το αλουμίνιο. Είναι μη εύφλεκτη τεχνολογία, με δυνατότητα για έως και 50.000 κύκλους φόρτισης, πολύ παραπάνω από τις μπαταρίες λιθίου-ιόντων. Παρόλα αυτά, η ενεργειακή της πυκνότητα είναι χαμηλότερη και η εμπορική διαθεσιμότητα σχεδόν μηδενική προς το παρόν.
LNMO (Λιθίου-νικελίου-μαγγανίου-οξειδίου)
Υπό ανάπτυξη από τη Renault, με στόχο εμπορική διάθεση ως το 2028. Συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των NMC και LFP, εξαλείφει το κοβάλτιο και προσφέρει ταχύτητα φόρτισης κάτω των 15 λεπτών.
Λιθίου-θείου (Li-S)
Η αμερικανική startup Lyten, με υποστήριξη από τη Stellantis, εργάζεται πάνω σε αυτή την τεχνολογία, που θεωρητικά προσφέρει υπερδιπλάσια ενεργειακή πυκνότητα από τις σημερινές λιθίου-ιόντων. Δεν περιέχει νικέλιο, μαγγάνιο ή κοβάλτιο και βασίζεται σε πρώτες ύλες που μπορούν να εξορυχθούν σε ΗΠΑ και Ευρώπη. Δεν αναμένεται εμπορική διάθεση πριν το 2028.
Στερεάς κατάστασης (Solid-state)
Αντικαθιστούν τον υγρό ηλεκτρολύτη με στερεό (πολυμερές ή κεραμικό). Θεωρητικά προσφέρουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, μικρότερο βάρος και είναι μη εύφλεκτες. Ωστόσο, παραμένουν υπό ανάπτυξη και δεν υπάρχει ακόμα μαζική παραγωγή.
Με τις αυτοκινητοβιομηχανίες να αναζητούν εναλλακτικές πιο φθηνές, ασφαλείς και βιώσιμες τεχνολογίες, ο τομέας των μπαταριών βρίσκεται σε φάση έντονου μετασχηματισμού. Το ποια τεχνολογία θα επικρατήσει, θα εξαρτηθεί από το μείγμα απόδοσης, κόστους, ασφάλειας και διαθεσιμότητας πρώτων υλών.
-
-
-
-
-
-
