Πρωτοφανή χρηματικά ποσά διοχετεύονται στην έρευνα για τις μπαταρίες για να βρεθεί μια τέτοια λύση και η απόδοση της μπαταρίας έχει βελτιωθεί με την πάροδο του χρόνου, καθώς οι εταιρείες ασχολούνται με τη χημεία και τη συσκευασία της. Αλλά μέχρι στιγμής, αυτή η σημαντική ανακάλυψη που θα μπορούσε να ωθήσει τα EV να κυριαρχήσουν μια για πάντα, αποδεικνύεται άπιαστη.

«Έχουμε χτυπήσει ένα χημικό “ταβάνι” όσον αφορά τη σύνθεση καθόδου της μπαταρίας λιθίου», δήλωσε ο Conrad Layson, αναλυτής εναλλακτικής πρόωσης στην AutoForecast Solutions.

Καθώς οι αυτοκινητοβιομηχανίες ξοδεύουν δισεκατομμύρια στην κυκλοφορία ηλεκτρικών οχημάτων και οι κυβερνήσεις ενισχύουν τη δημόσια υιοθέτηση οχημάτων μηδενικών εκπομπών, η εύρεση τρόπων για την αύξηση της απόδοσης της μπαταρίας γίνεται όλο και πιο σημαντική.

Οι μπαταρίες μπορούν να αντιπροσωπεύουν έως και το 30% του κόστους ενός EV, ενώ τα EV συνολικά παραμένουν σημαντικά πιο ακριβά από τα οχήματα που κινούνται με ορυκτά καύσιμα. Η μέση τιμή πώλησης των ηλεκτρικών αυτοκινήτων στις ΗΠΑ ήταν 65.291 δολάρια τον Σεπτέμβριο, σε σύγκριση με 48.094 δολάρια για βενζινοκίνητα οχήματα, σύμφωνα με στοιχεία της Cox Automotive. Στη Γερμανία η μέση τιμή κτήσης ενός EV ήταν πάνω από 65.350 ευρώ τον περασμένο μήνα, σύμφωνα με την Automotive Equity Management.

«Οι μπαταρίες είναι πολύπλοκες, καθιστώντας δύσκολη την εύρεση καινοτόμων, φθηνότερων λύσεων γρήγορα», δήλωσε ο Alexei Andreev, συνιδρυτής της εταιρείας επιχειρηματικών κεφαλαίων AutoTech Ventures στο Palo Alto της Καλιφόρνια.

Το μεγαλύτερο εμπόδιο για τις εταιρείες μπαταριών που θέλουν να καινοτομήσουν σχετίζεται με τους ηλεκτρολύτες, είπε ο Andreev. Σε μια μπαταρία ιόντων λιθίου, τα φορτισμένα ηλεκτρικά σωματίδια, τα ιόντα, ρέουν από την κάθοδο της μπαταρίας στην άνοδό της εντός του ηλεκτρολύτη. Είναι δηλαδή μια γέλη ή ένα υγρό. Το πρόβλημα είναι ότι όλοι οι γνωστοί ηλεκτρολύτες «τείνουν να καταρρέουν στα 4,2V περίπου», είπε ο Andreev.

«Αν κάποιος θέλει να κάνει μια ρηξικέλευθη ανακάλυψη θα είναι πρέπει με κάποιον τρόπο να βρει έναν ηλεκτρολύτη υψηλής τάσης», είπε. Αυτό ακριβώς (προσπαθούν να) κάνουν οι εταιρείες όπως η BMW, η Ford, η Mercedes-Benz, η Toyota, η Honda και η Nissan, καθώς επενδύουν πολλά χρήματα σε μπαταρίες στερεάς κατάστασης, οι οποίες χρησιμοποιούν στερεούς ηλεκτρολύτες και είναι ενεργειακά πυκνότερες από τη σημερινή μπαταρία ιόντων λιθίου.

Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης θα μπορούσαν μια μέρα να είναι αυτή η σημαντική ανακάλυψη του κλάδου. Μπορούν να φορτιστούν γρηγορότερα και διαρκούν περισσότερο από τις σημερινές μπαταρίες, είναι λιγότερο επιρρεπείς να πιάσουν φωτιά και μπορούν να συμβάλουν στη μείωση του βάρους του οχήματος.

Ωστόσο υπάρχουν ερωτήματα σχετικά με το εάν οι κατασκευαστές μπαταριών θα μπορούσαν να παράγουν μπαταρίες στερεάς κατάστασης σε κλίμακα και εύρος τιμών που θα ικανοποιούσε τις αυτοκινητοβιομηχανίες και θα διατηρούσε τις τιμές αρκετά χαμηλές για τους καταναλωτές. Το 2021, το μέσο πακέτο μπαταριών ιόντων λιθίου κοστίζει μεταξύ 147 και 153 δολαρίων ανά κιλοβατώρα, αντιπροσωπεύοντας μεταξύ 30 και 40% του συνολικού κόστους του EV, σύμφωνα με την SNE Research.

«Μπορεί να ανακαλύψουμε πώς να το κάνουμε αυτό αύριο ή μπορεί να είναι σε 10 χρόνια από τώρα ή μπορεί να μην συμβεί ποτέ», είπε ο Andreev. «Το χρονοδιάγραμμα για τις ανακαλύψεις είναι απρόβλεπτο. Οι άνθρωποι προσπαθούν και υπάρχουν πολλά χρήματα που ξοδεύονται προς αυτή την κατεύθυνση, αλλά είναι πολύ δύσκολο».

Άλλες εταιρείες δοκιμάζουν τη βιωσιμότητα διαφορετικών χημικών μπαταριών. Η Next Energy (ONE) είπε τον Οκτώβριο ότι θα ανοίξει ένα εργοστάσιο κυψελών μπαταρίας στο Μίσιγκαν μέχρι το 2024, μια επένδυση της τάξης των 1,6 δισ. δολαρίων. Η ONE κατασκευάζει κυψέλες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) που δεν περιέχουν κοβάλτιο ή νικέλιο.

«Βλέπω το μέλλον μας να ταυτίζεται από τον σίδηρο, το οποίο είναι ένα άφθονο χαμηλού κόστους υλικό και πολύ ασφαλές στη λειτουργία», δήλωσε ο CEO της ONE Mujeeb Ijaz στο Automotive News. Ωστόσο, μολονότι ο σίδηρος είναι φθηνότερος από το κοβάλτιο, οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου έχει γενικά αποδειχθεί ότι έχουν μία από τις χαμηλότερες ενεργειακές πυκνότητες μεταξύ των χημικών μπαταριών.

«Δεν έχουν πειστεί όλοι κατασκευαστές με το LFP, αλλά οι γερμανικές μάρκες στέκονται ευνοϊκότερα επειδή σε πυκνοκατοικημένες περιοχές, όπως είναι η Δυτική Ευρώπη η μέση ωριαία ταχύτητα σπάνια ξεπερνά τα 65 km/h», είπε ο Layson. «Αυτή είναι μια ιδανική ταχύητα για μια κυψέλη LFP. Επιπλέον, μια τυπική μετακίνηση σπίτι-γραφείο και πίσω στο Παρίσι, το Βερολίνο ή το Λονδίνο σπάνια υπερβαίνει μια απόσταση 35 km σε ασταμάτητη κίνηση. Υπό αυτές τις συνθήκες τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα μπορούν να κινηθούν με μία μόλις φόρτιση την εβδομάδα».

Ωστόσο η εξέλιξη της υπάρχουσας τεχνολογίας είναι συνεχής, κυρίως στη συσκευασία των μπαταριών, και αποφέρει πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα. Σύμφωνα με τον Layson, «από εκεί προέρχονται οι πραγματικές εξελίξεις».

Ένα από τα πιο γνωστά παραδείγματα αυτού είναι η κυλινδρική μπαταρία 4680 της Tesla. Ο σχεδιασμός της υπόσχεται αυξημένη εμβέλεια και χαμηλότερο κόστος παραγωγής, αν και η αμερικάνικη αυτοκινητοβιομηχανία δεν έχει επιτύχει τον στόχο που ο CEO της, Elon Musk, είχε θέσει το 2020 να κατασκευάσει μέχρι το 2022 αρκετές μπαταρίες για 1 εκατομμύριο ή περισσότερα οχήματα.

Ομοίως, ο κινέζος κατασκευαστής BYD έχει αναπτύξει μια μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου υπό μορφή «λεπίδας», η οποία είναι λιγότερο ογκώδης από μια παραδοσιακή μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου και μπορεί να επιτύχει υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα λόγω του σχεδιασμού της. Η Toyota είναι μεταξύ των αυτοκινητοβιομηχανιών που αγόρασαν μπαταρίες Blade από την BYD η οποία πιθανότατα θα τις πουλήσει και στην Tesla. «Είναι ακόμα χημεία καθόδου φωσφορικού σιδήρου λιθίου, αλλά είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία συσκευασίας», δήλωσε ο Layson.

Οι μικρότερες εταιρείες αναπτύσσουν νέους τρόπους συσκευασίας μπαταριών για να ενισχύσουν την απόδοσή τους. Η εταιρεία μπαταριών Enovix, για παράδειγμα, δήλωσε νωρίτερα φέτος ότι έχει αναπτύξει μια αρχιτεκτονική μπαταρίας ανόδου πυριτίου, ιόντων λιθίου, η οποία σύμφωνα με τα δεδομένα μπορεί να έχει διάρκεια καλής λειτουργίας μεγαλύτερη από 10 χρόνια και μπορεί να μειώσει σημαντικά τους χρόνους φόρτισης. Η εταιρεία της Καλιφόρνια είπε τον Ιούνιο ότι οι δοκιμαστικές της κυψέλες μπορούσαν να φορτιστούν από 0 σε 80% σε 5,2 λεπτά και να φτάσουν στο 98% σε λιγότερο από 10 λεπτά.

Σύμφωνα με τον Patrick Donnelly, αντιπρόεδρο στρατηγικής επιχειρηματικής ανάπτυξης της εταιρείας, η Enovix είχε συζητήσεις με αυτοκινητοβιομηχανίες σχετικά με την τεχνολογία της. «Αυτή η αρχιτεκτονική έχει μερικά πραγματικά πλεονεκτήματα, όχι μόνο για μπαταρίες με άνοδο πυριτίου αλλά γενικά», είπε ο Donnelly σε μια παρουσίαση στο Battery Show στα προάστια του Ντιτρόιτ τον Σεπτέμβριο.

Ακόμα κι αν οι σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία κυψελών μπαταρίας αποδειχθούν αόριστες, οι επιμέρους βελτιώσεις κάνουν τα κύτταρα να αποδίδουν καλύτερα κάθε χρόνο. Η βελτίωση της απόδοσης ακόμα και κατά μόλις 5% κάθε χρόνο θα οδηγούσε σε μεγάλα κέρδη κατά τη διάρκεια μιας δεκαετίας.

Διαβάστε ακόμη

Γέφυρα Ρίου – Αντιρρίου «Χαρίλαος Τρικούπης»: Νέες τιμές στα διόδια το 2023

AirBnB: Οι κόφτες στην Ευρώπη και η κατάσταση στην Ελλάδα

Ο άνθρωπος που αύξησε την περιουσία του κατά $40 δισ. μέσα στο 2022