Які типи акумуляторів будуть живити електромобілі майбутнього?

Це питання, на яке Focus , платформа прогнозного аналізу штучного інтелекту, прагне відповісти у своєму останньому звіті: аналіз 12 різних типів акумуляторів, що розробляються, які потенційно можуть замінити поточні літій-іонні акумулятори, які використовуються сьогодні. Чим швидше ми «визнаємо переможні технології акумуляторів і інвестуємо в них, тим швидше всі споживачі отримають доступ до цих технологій у своєму повсякденному житті», — говорить Джард ван Інген, засновник і генеральний директор Focus. «Це означає кращі та надійніші електромобілі для всіх нас».

Кожен тип батареї поєднує в собі унікальний набір матеріалів. Наприклад, сьогодні на дорозі два основних типи: нікель-кобальт-марганець (NCM) і літій-залізо-фосфат (LFP). Акумулятори NCM були стандартними для пасажирських транспортних засобів США до 2023 року, коли почали з’являтися акумулятори LFP . Tesla, Rivian, Ford і GM тепер використовують їх у деяких базових моделях.

Але радіус дії та швидкість зарядки залишаються ключовими проблемами. Отже, зараз головне питання: «Що є за межами NCM і LFP, коли це з’явиться і наскільки стане кращим?»

Які є типи акумуляторів для електромобілів?

Дослідники та автовиробники зараз досліджують багато типів акумуляторів для комерціалізації. «Кожна з цих хімічних речовин приносить щось унікальне, і їх розробка сформує майбутнє електромобільності», — каже Focus.

Незважаючи на те, що NCM і LFP є великими гравцями на сучасному існуючому ринку електромобілів, обидві технології все ще розвиваються швидкими темпами, тому їх включено до дослідження. Наприклад, нові електромобілі з обома хімікатами часто мають запас ходу понад 300 миль; Rivian R1T тепер має запас ходу 410 миль , що є найбільшим серед усіх електропікапів на ринку. З кожним дебютом нового автомобіля ми часто спостерігаємо скорочення часу зарядки на кілька хвилин. Китайська компанія з виробництва акумуляторів CATL навіть стверджує, що має акумулятор LFP, який проходить 250 миль лише за 10 хвилин заряджання , хоча він ще не вийшов на ринок.

Решта 10 типів у звіті ще не є комерційно доступними або широко відомими. Вони включають:

  • Натрієво-іонні батареї. Виготовлені з дешевих і доступних матеріалів, натрієво-іонні батареї «відступають літієвим батареям», каже Focus. Цього тижня перші електромобілі з натрієво-іонними акумуляторами зійшли з конвеєра в Китаї, повідомляє Battery News .
  • Твердотільні літієві: Твердотільні батареї розробляються десятиліттями, але ще не реалізовані. Якщо вони це зроблять, вони обіцяють надшвидку зарядку та запас ходу майже 1000 миль, згідно з Toyota, яка планує масово виробляти їх до 2030 року. Volkswagen , Honda , Nio та багато інших також змагаються, щоб вивести їх на ринок.
  • Кремнієвий анод: Кремній є поширеним матеріалом із великим потенціалом накопичення енергії та такими ж можливостями заряджання та радіусу дії, як твердотільний. Porsche і Tesla інвестували в компанії, що займаються виробництвом кремнієвих акумуляторів.
  • Літій-сірчані батареї: Хоча літієво-сірчані батареї мають менший розвиток, вони пропонують «вищу теоретичну щільність енергії», каже Focus. Вони також легші, тому більше не надважких електромобілів , «але вони все ще борються з такими проблемами, як короткий термін служби та низька продуктивність за низьких температур».
  • Magnesium-Ion, Graphene та Dual-Ion: ці три є «середніми з точки зору розвитку», каже Фокус, і кожен має різні переваги. Іон магнію відрізняється щільністю енергії та безпекою; Графен швидко заряджається і довше зберігає енергію; Подвійні іони є винятково економічно ефективними та екологічно чистими.
  • Магній-сірка, нанодроти та калій-іони: ці «темні конячки» менш розвинені, але можуть мати великий потенціал.

Через відсутність кришталевої кулі для майбутнього електромобілів Focus проаналізував патентні дані. Команда зібрала кожен патент, пов’язаний з кожною батарею, сформувавши набір даних, який відображає їх історію розвитку.

На основі цих даних Focus розрахував тривалість циклу для кожної технології або кількість років, необхідних для створення «нового покоління», а також те, наскільки значним кроком уперед є кожне нове покоління. Все це зводиться до одного великого показника: «Рейтинг технологічного вдосконалення», який передбачає, скільки додаткової продуктивності на долар можна очікувати від кожної технології батареї на рік.

«Використовуючи наведену вище методологію, швидкість удосконалення технологій можна точно виміряти, і ці швидкості можна використовувати для прогнозування технологічних збоїв задовго до часу», — каже Focus.