Proste, prawda? Tyle że nic w tych bateriach nie jest tak naprawdę proste, gdy zaczniesz zagłębiać się w szczegóły, co zaraz zrobię, bo nie mogę się powstrzymać.
Dlaczego jednak lit? (Tutaj zaczynam się denerwować)
Pierwiastek numer 3. Wodór, hel, lit. Taka jest kolejność. Super mały atom, ponieważ ma tylko 3 protony.
A oto kwestia litu: - NAPRAWDĘ chce się pozbyć swojego zewnętrznego elektronu. Jakby bardzo chciał. Pod tym względem jest to trochę niestabilne. Znasz te filmy, na których ludzie wrzucają sód do wody, a ten syczy i zapala się? Lit to robi, ale WIĘCEJ. Kiedyś podczas demonstracji bezpieczeństwa w 2011 (lub 2012?) widziałem, jak ktoś wrzucił kawałek litu do wiadra z wodą i szczerze mówiąc, to było trochę przerażające, jak szybko zareagował. Wiadro się stopiło.
Czekaj, nie, wiadro się nie stopiło. Woda się zagotowała i lit zapalił się na powierzchni. Wiadro było w porządku. Moja pamięć jest do niczego.
W każdym razie chodzi o to, że czysty lit metaliczny jest niebezpieczny. Właśnie dlatego nowoczesne akumulatory litowo-nie wykorzystują czystego litu metalicznego -, lecz litowoJONOWE. Już utleniony lit. Forma Li+. O wiele stabilniej.
Otrzymywane napięcie wynosi około 3,6-3,7 V na ogniwo, co jest przyzwoite. Lepsze niż alkaliczne (1,5 V) lub NiMH (1,2 V). Oznacza to, że potrzebujesz mniej ogniw, aby osiągnąć docelowe napięcie. Dlatego bateria laptopa ma 6 ogniw zamiast 15.
Poza tym - i ja powinniśmy wspomnieć, że ten pierwszy - lit jest LEKKI. Trzeci najlżejszy element. Otrzymujesz więc wysoką gęstość energii bez szalonej wagi. Właśnie dlatego w pojazdach elektrycznych wykorzystuje się lit-jonowy, a nie-kwas ołowiowy. Akumulator kwasowo-ołowiowy o tej samej energii ważyłby dosłownie 5–6 razy więcej. Twoja Tesla potrzebowałaby wózka widłowego, aby wymienić baterię.
Rzeczywiste komponenty (zapnij pasy, to robi się techniczne)
Anoda (strona ujemna):
Zwykle grafit. Tak, to samo, co w ołówkach, z tą różnicą, że są czystsze i inaczej przetworzone.
Grafit ma warstwową strukturę krystaliczną. - Wyobraź sobie talię kart na poziomie atomowym. Warstwy są spajane przez słabe siły van der Waalsa (chemia w szkole średniej powraca, by cię prześladować). Jony litu mogą prześlizgiwać się pomiędzy tymi warstwami i po prostu... tam przebywać. Termin techniczny to „interkalacja”, ale moim zdaniem przypomina to parkowanie samochodów w-piętrowym garażu.
Teoretyczna maksymalna pojemność wynosi 372 miliamperów-godzin na gram. W prawdziwym-świecie otrzymasz 340–360 mAh/g, jeśli produkcja nie będzie do niczego. Widziałem ogniwa niektórych chińskich producentów, które ledwo osiągały 310 mAh/g. Nie będę wymieniać nazwisk, ale jeśli zmienisz kolejność liter w „BYD”, otrzymasz… OK, wymieniam nazwiska. Ich wczesne komórki były szorstkie. Jednak od 2018 roku są znacznie lepsze.
Teraz wszyscy mówią o anodach krzemowych, ponieważ krzem teoretycznie może pomieścić 10 razy więcej litu niż grafit. Brzmi niesamowicie, prawda? 3700+ mAh/g pojemność teoretyczna.
Problem - i jest to problem, który został „prawie rozwiązany”, odkąd zacząłem pracować w tej branży -, polega na tym, że krzem rozszerza się o około 300% podczas litowania. Cząsteczki dosłownie pękają. Wyobraź sobie, że nadmuchujesz balon wewnątrz betonowego bloku. Beton nie wygina się, po prostu pęka.
Tesla używa teraz trochę krzemu zmieszanego z grafitem. Może 5-10% krzemu? Słyszałem, że 8%, ale mogę się mylić. Rzecz w tym, że to niewielka ilość. Anody z czystego krzemu nadal nie są gotowe, pomimo tego, co twierdzi każdy startup z serii A.
Katoda (strona dodatnia):
Och, chłopcze. W tym miejscu robi się bałagan, ponieważ istnieje około 6 różnych składów chemicznych katod i każdy ma opinie na temat tego, która z nich jest najlepsza, ale wszystkie są błędne, ponieważ zależy to od zastosowania.
Oryginalnym produktem Sony z 1991 r. był tlenek litu i kobaltu - LiCoO₂. W skrócie nazywamy to „LCO”. Gęstość energii jest całkiem niezła ({4}} mAh/g, w zależności od tego, kto ją wyprodukował. Ale stabilność termiczna jest straszna. Jeśli go przeładujesz lub stanie się zbyt gorący, struktura krystaliczna uwalnia tlen. Tlen + elektrolit organiczny + ciepło=zły dzień. Twój telefon prawdopodobnie korzysta z funkcji LCO, ponieważ nie musi wytrzymać 10 lat i nie ładuje się-szybko w temperaturze 10°C.
Następnie jest tlenek NMC - niklowo-manganowo-kobaltowy. Z tego obecnie korzysta większość pojazdów elektrycznych. Stosunek niklu do manganu i kobaltu stale się zmienia. Zaczęło się od 1:1:1 (równe części). Następnie producenci przeszli na 5:3:2. Potem 6:2:2. Teraz w niektórych-najlepszych komórkach mamy stosunek 8:1:1, a nawet 9:0,5:0,5.
Dlaczego zmiana? Kobalt jest drogi. Jakby naprawdę drogie. Również większość kobaltu pochodzi z DRK (Demokratycznej Republiki Konga), a sytuacja w górnictwie jest… skomplikowana. Praca dzieci, niebezpieczne warunki, cały bałagan. Dlatego wszyscy starają się używać mniej kobaltu.
Więcej niklu=większa pojemność, ale mniejsza stabilność termiczna. Więcej manganu=tańszego i stabilniejszego, ale o mniejszej wydajności. Więcej kobaltu =, stabilniejsza i lepsza trwałość cyklu, ale $$$ i problemy etyczne.
Zawsze są to kompromisy. Zawsze. Miałem na ten temat wiele kłótni z menedżerami produktu. Chcą dużej gęstości energii ORAZ długiego cyklu życia ORAZ niskich kosztów ORAZ dobrego bezpieczeństwa. Możesz wybrać może dwa. Może.
Jest też NCA - niklowo-kobaltowo-aluminiowy. Tesla używała tego od lat w swoich-zestawach dalekiego zasięgu. Panasonic wyprodukował je w gigafabryce w Nevadzie. Kiedyś odwiedziłem inną fabrykę akumulatorów - nie tę, ale fabrykę konkurencji - i samo suche pomieszczenie było obłędne. System uzdatniania powietrza prawdopodobnie kosztował50+ milionów dolarów. Wszystko musi mieć temperaturę poniżej -40 stopni rosy, w przeciwnym razie sól elektrolitu wchłonie wilgoć i wytworzy kwas fluorowodorowy. HF przeżre wszystko. Szkło, metal, kość. Paskudne rzeczy.
Aha i LFP - fosforan litowo-żelazowy. Ten powraca. Jest to bezpieczniejsze, tańsze w przeliczeniu na kWh i trwa dłużej. Słyszałem o ogniwach LFP wykonujących 5000+ cykli do 80% wydajności. Może nawet 6000. Wadą jest niższa gęstość energii - tylko jak 120-140 mAh/g w porównaniu do 180-200 dla NMC.
Tesla zaczęła instalować LFP w swoich modelach 3 w standardzie Standard Range około 2021 roku. Rynek chiński dotarł do nich jako pierwszy. Ma to sens - CATL jest największym producentem LFP i ma siedzibę w Chinach.
Niektórzy ludzie narzekają na utratę zasięgu LFP w zimne dni. Jest gorzej niż NMC. Ale ogniwa są tańsze i mają dłuższą żywotność, więc w przypadku wielu zastosowań warto-dać taki kompromis. Do samochodu miejskiego wziąłbym pakiet LFP. Może nie w przypadku pojazdu-długiego zasięgu.
Elektrolit:
To jest płyn w środku. Przewodzi jony, ale nie elektrony, co jest ważne, ponieważ gdyby przewodził elektrony, doszłoby do zwarcia.
Zwykle jest to heksafluorofosforan litu - LiPF₆ - rozpuszczony w rozpuszczalnikach organicznych. Rozpuszczalniki to zazwyczaj mieszanina węglanu etylenu (EC) i węglanu dimetylu (DMC) lub węglanu dietylu (DEC).
Oto dziwny szczegół: EC jest stałe w temperaturze pokojowej. Temperatura topnienia wynosi około 36 stopni. Tak czysta EC zamarzłaby w zimie. Dlatego miesza się go z DMC lub DEC, które są płynne do -70 stopni lub cokolwiek innego. W rozsądnych warunkach mieszanina pozostaje płynna.
Również węglany organiczne są łatwopalne. Nie jest łatwopalny na poziomie-benzyny, ale zdecydowanie łatwopalny. Widziałem kiedyś test penetracji paznokcia, podczas którego celowo wbiliśmy gwóźdź w w pełni naładowane ogniwo. Najpierw wypuścił gaz - trzaskający dźwięk -, a następnie przez otwór wentylacyjny wystrzeliły płomienie. Osiągnął około 2 metrów wysokości. Sądząc po nagraniu z kamery termowizyjnej, temperatura w całej celi osiągnęła może 800 stopni.
To był kontrolowany test z tłumieniem ognia i w ogóle. Jednak nadal przerażające.
Sól LiPF₆ jest higroskopijna jak cholera. Uwielbia wodę. Jeśli zostanie zamoczony, hydrolizuje do HF. Dlatego produkcja akumulatorów odbywa się w wyjątkowo suchych pomieszczeniach. Mówię o punkcie rosy -40 stopni lub niższym. System osuszania jest zwykle jednym z największych odbiorców energii w fabryce ogniw.
Odwiedziłem kiedyś placówkę, w której suche pomieszczenie było tak suche, że oddychanie bolało. Twój nos wyschnie w ciągu kilku minut. Wszyscy tam pracujący musieli stale używać sprayu z solą fizjologiczną. Niezbyt przyjemne środowisko pracy.
Separator:
Zapomniany komponent. To tylko cienka membrana polimerowa, ale ma kluczowe znaczenie.
Zwykle polipropylen (PP) lub polietylen (PE). Czasami trójwarstwowy z PP-PE-PP. Grubość wynosi zazwyczaj 20-25 mikronów. To cienkie. Cieńszy niż ludzki włos (70-100 mikronów).
Ma mikroskopijne pory - o średnicy około 100 nanometrów -, które przepuszczają jony, ale blokują elektrony. Utrzymuje także fizycznie oddzieloną anodę i katodę. Jeśli dotkną=zwarcia=złe rzeczy dzieją się szybko.
Pamiętacie pożary Samsunga Galaxy Note 7? 2016. Było to częściowo spowodowane uszkodzeniem separatora. Samsung zbyt agresywnie zaprojektował baterię. Zbyt cienkie, zbyt ciasno upakowane, brak tolerancji na rozszerzanie. W niektórych celach separator był zbyt mocno dociśnięty w jednym rogu. Powstał słaby punkt. W końcu dostałem dziurkę. Wewnętrzne krótkie. Ucieczka termiczna. Ogień.
Wezwali 2,5 miliona telefonów. Zakaz wstępu do samolotów. Kosztują Samsunga miliardy. Wszystko za sprawą kawałka plastiku cieńszego od papieru.
Mam swoje zdanie na temat agresywnej konstrukcji baterii. Producenci nieustannie opracowują cieńsze i lżejsze produkty, aby pokonać konkurencję. Ale jest granica. Fizyki nie interesuje harmonogram wprowadzenia produktu na rynek.
Jak to właściwie działa (część, którą wszyscy pomijają)
Ładowanie:
Podłączasz telefon. Ładowarka wpycha elektrony do anody i wyciąga je z katody. To powoduje, że katoda uwalnia jony litu. Jony przemieszczają się przez elektrolit do anody. Są one interkalowane w strukturę grafitu.
Pomyśl o tym jak o ściskaniu sprężyny. Jony litu naturalnie nie chcą znajdować się w anodzie -, są bardziej stabilne na katodzie. Ale zmuszasz ich tam, przykładając napięcie. Zmagazynowana energia.
Rozładowanie:
Odłączasz i korzystasz z telefonu. Wiosna uwalnia. Jony litu przepływają z powrotem do katody poprzez elektrolit. Elektrony przepływają przez obwód telefonu od anody do katody. Ten przepływ elektronów zasila Twoje urządzenie.
Napięcie zależy od składu chemicznego i stanu naładowania. W przypadku NMC lub NCA:
W pełni naładowany: ~4,2 V
Nominalna: ~3,7 V
Całkowicie rozładowany: ~3,0 V
Nie schodź poniżej 3,0 V, bo zaczniesz platerować litem, co jest niebezpieczne. Nie przekraczaj napięcia powyżej 4,2 V, gdyż grozi to niekontrolowaną przegrzaniem. Właśnie dlatego istnieją systemy zarządzania baterią (BMS). Monitorują napięcie, temperaturę i prąd i wyłączają, jeśli coś wygląda nieprawidłowo.
Dobry projekt BMS jest trudny. Naprawdę ciężko. Potrzebujesz szybkiego czasu reakcji, dokładnych czujników i nadmiarowych kontroli bezpieczeństwa. Tani BMS to jeden z najszybszych sposobów na przekształcenie przyzwoitej baterii w zagrożenie pożarowe.
Problemy (o rany, jest tyle problemów)
Problem 1: Degradacja jest nieunikniona
Każdy cykl ładowania-rozładowania powoduje uszkodzenie baterii. Nieunikniony. Termodynamika.
Istnieje coś takiego, jak warstwa SEI, - interfaza stałego elektrolitu -, która tworzy się na powierzchni anody. Właściwie jest to konieczne, aby bateria działała. Ale z czasem rośnie i zużywa aktywny lit. Po 500 cyklach może pozostać 90% pojemności. Po 1000 może 80%. Po 2000... zależy.
Mam MacBooka z 2015 roku, który nadal pokazuje 78% stanu baterii. Nie smucę się jednak z tym, że - rzadko spuszczam go poniżej 40%, jeśli to możliwe, trzymaj go podłączony do prądu i nigdy nie ładuj go w nagrzanym samochodzie. Moja żona ma MacBooka z 2018 r., którego stan zdrowia wynosi 62%, ponieważ ciężko na nim pracuje. Codziennie wykonuje pełne cykle, pozostawia ładowanie na noc, trzyma na kolanach, gdy jest gorąco. Sposób, w jaki traktujesz baterię, ma DUŻE znaczenie.
Katoda również ulega degradacji. Szczególnie szkodliwy jest NMC o wysokiej-niklu. Powyżej 4,3 V powierzchnia katody zaczyna reagować z elektrolitem. Jony metali przejściowych (nikiel, mangan, kobalt) mogą się rozpuścić i migrować do anody, gdzie zakłócają SEI. Istnieje również zjawisko zwane zagęszczaniem katodowym, w którym struktura kryształu powoli zagęszcza się i traci porowatość.
Naprawdę nie mogę temu zapobiec. To tylko chemia. Entropia zawsze wygrywa.
Problem 2: Temperatura wszystko niszczy
Poniżej 0 stopni elektrolit staje się lepki jak zimny miód. Transport jonów zwalnia. Przy -10 stopniach tracisz może 20-30% wydajności. Co gorsza, jeśli spróbujesz szybko naładować zimny akumulator, zamiast interkalować, na anodzie umieścisz metaliczny lit. W ten sposób powstają dendryty – igłowe struktury z litu metalicznego, które mogą rosnąć i ostatecznie przebić separator. Wewnętrzne krótkie. Ogień.
Powyżej 40-45 stopni wszystkie reakcje degradacji przyspieszają. Ogólna zasada: każde zwiększenie o 10 stopni podwaja szybkość reakcji. Zatem akumulator w temperaturze 45 stopni ulega degradacji około 4 razy szybciej niż w temperaturze 25 stopni.
Mieszkam w Teksasie. Letnie temperatury osiągnęły 100 stopni F+ (38 stopni +). Widziałem akumulatory pojazdów elektrycznych, które w wyniku wystawienia na działanie ciepła straciły 15% pojemności w ciągu 3 lat. Tymczasem pojazdy elektryczne w Minnesocie latem ledwo ulegają degradacji -, ale zimą tracą zasięg z powodu zimna. Nie mogę wygrać.
Idealna temperatura pracy wynosi 20-25 stopni. Powodzenia w utrzymaniu tego w prawdziwym świecie.
Problem 3: Szybkie ładowanie jest z natury problematyczne
Każdy chce 10-minut ładowania pojazdu elektrycznego jak na stacji benzynowej. Jednak przekazywanie ogromnej mocy przez akumulator generuje ciepło. Straty I²R - prąd kwadratowy razy rezystancja. Opór jest mały, ale nie zerowy. Przy ładowaniu z mocą 250 kW generujesz znaczną ilość ciepła.
Również szybkie ładowanie powoduje mechaniczne naprężenia materiałów elektrod. Zmusza jony do szybkiego przemieszczania się przez strukturę. Z biegiem czasu może powodować pękanie i pękanie cząstek.
Doładowania Tesli (V3) mogą osiągnąć szczytową moc 250 kW. Ale szybko się zmniejszają. Może 250 kW na 5 minut, potem 150 kW, potem 100 kW, potem 50 kW. To BMS chroniący komórki.
Nowsze systemy 800V firm Porsche i Hyundai mogą wytwarzać 350 kW. Ale tylko na krótko. Fizyka to fizyka.
Prowadzone są badania nad konstrukcjami elektrod zoptymalizowanych pod kątem szybkiego-ładowania-. Cieńsze elektrody, mniejsze cząstki, lepsze powłoki. To pomaga. Ale termodynamiki nie da się oszukać.
Problem 4: Ogień
Baterie litowe-nieczęsto się zapalają. Dużo mniej niż samochody benzynowe. Ale kiedy to robią, jest dramatycznie.
Ucieczka termiczna. Gdy komórka osiągnie temperaturę krytyczną, - różni się w zależności od składu chemicznego, może 150-200 stopni – rozpoczynają się reakcje egzotermiczne. SEI rozkłada się. Separator topi się. Elektrolit wrze. Katoda uwalnia tlen. Każda reakcja wytwarza ciepło, które wywołuje więcej reakcji. Pozytywne sprzężenie zwrotne.
Nie da się go ugasić wodą, jak zwykłego ognia. Mam na myśli, że możesz zlać na niego wodę, aby go ochłodzić, ale ogniwo nadal wytwarza ciepło wewnętrznie. Straż pożarna nie znosi pożarów pojazdów elektrycznych. Poświęć wiele godzin na wypuszczenie. Można ponownie zapalić później.
Nowoczesne ogniwa mają jednak zabezpieczenia. Separatory wyłączające, które zamykają się po podgrzaniu. Otwory ciśnieniowe. Bieżące przerwania. Bezpieczniki termiczne. Poza tym BMS czuwa nad wszystkim.
Czasami jednak nadal się to zdarza. Za każdym razem trafia do wiadomości, chociaż statystycznie pojazdy elektryczne są bezpieczniejsze niż samochody na gaz. Problem PR.
Problem 5: Etyka kobaltu
70% kobaltu pochodzi z DRK. Wiele z nich pochodzi z kopalń rzemieślniczych, w których panują złe warunki pracy. Raporty o pracy dzieci. Szkody dla środowiska. To bałagan.
Wszyscy starają się zużywać mniej kobaltu. NMC o wysokiej-niklu zużywa bardzo mało. LFP używa zera. Ale kobalt stabilizuje strukturę katody. Bez tego potrzebne jest lepsze zarządzanie temperaturą i bardziej rygorystyczne limity napięcia.
Ceny kobaltu też są obłędne. Poniżej 30 tys. dolarów za tonę w 2016 r. Wzrosło do ponad 90 tys. dolarów w 2018 r. Spadło do 25 tys. dolarów w 2020 r. Obecnie około 35 tys. dolarów za tonę. Jak zaplanować produkcję, gdy koszt surowców zmienia się 3-krotnie?
Problem 6: Chaos w łańcuchu dostaw
Ceny litu w latach 2021–2022 całkowicie poszybowały w górę. 6 tys. dolarów za tonę w 2020 r. Osiągnął szczyt około 80 tys. dolarów za tonę pod koniec 2022 r. i spadł do 12 tys. dolarów za tonę w 2024 r. Obecnie w 2025 r. około 15 tys. dolarów za tonę.
Większość litu pochodzi z Australii (wydobycie skał twardych) lub Ameryki Południowej (wydobycie solanki z równin solnych w Chile/Argentynie/Boliwii - „trójkąt litowy”). Ale większość przetwarzania ma miejsce w Chinach. Około 75% światowych mocy rafinacji litu.
Chiny kontrolują także produkcję baterii ({0}}% światowej produkcji ogniw). I 90% materiałów anodowych (obróbka grafitu).
Właśnie dlatego Stany Zjednoczone i Europa starają się budować krajowe łańcuchy dostaw. Ale to jest powolne. Budowa gigafabryki zajmuje lata. Budowa łańcucha dostaw wyższego szczebla zajmuje więcej czasu.
Lit-do akumulatorów musi być ultraczysty. Mniej niż 0,01% zanieczyszczeń. Taki poziom udoskonalenia nie jest tani ani szybki.
Dlaczego utknęliśmy na litu-jonowym (na razie)
Pomimo wszystkiego, na co narzekałem,-lit litowo-jonowy jest nadal najlepszą opcją na skalę komercyjną.
Gęstość energii: 250-300 Wh/kg na poziomie ogniwa. Może 160-180 Wh/kg na poziomie opakowania po dodaniu chłodzenia, struktury i BMS. To wystarczy na 300+ mil pojazdów elektrycznych bez absurdalnej masy.
Porównywać:
Ołów-kwas: 30-50 Wh/kg (ciężki jak cholera)
NiMH: 60-120 Wh/kg (co zastosował Prius)
NiCd: 40-60 Wh/kg (również toksyczny, w większości wycofany)
Produkcja jest dojrzała. Dziesiątki dostawców. Wiele gigafabryk. Ustalone łańcuchy dostaw. Ekonomia skali.
Gigafabryka Tesli w Nevadzie ma wyprodukować 35 GWh rocznie. To wystarczy na ponad 500 tys. pojazdów elektrycznych. CATL w Chinach robi jeszcze więcej -, jak sądzę, 200+ GWh/rok? Może 300? Musiałbym sprawdzić.
Cała infrastruktura również wykorzystuje lit-jonowy. Standardy ładowania (CCS, NACS, CHAdeMO). Algorytmy BMS. Przepisy bezpieczeństwa. Procesy recyklingu. Nie można po prostu zamienić innej chemii bez przeprojektowania wszystkiego.
Co może go ostatecznie zastąpić
Baterie-półprzewodnikowe:Wymień ciekły elektrolit na stały materiał ceramiczny, szklany lub siarczkowy. Zalety: brak wycieków, mniejsze ryzyko pożaru, można zastosować anody litowo-metalowe w celu uzyskania większej gęstości energii.
QuantumScape, Solid Power, Toyota, Samsung - wszyscy nad tym pracują. QuantumScape zapewnia 800 Wh/kg w ogniwach laboratoryjnych z 800+ cyklami. Imponujące, jeśli to prawda.
Problemy: Rezystancja na granicy faz pomiędzy elektrolitem stałym a elektrodami. Trudno utrzymać dobry kontakt przez tysiące cykli, gdy materiały rozszerzają się/kurczą. Większość elektrolitów stałych to kruche - dendryty mogą przez nie pękać. Produkcja na dużą skalę jest całkowicie niepotwierdzona.
Jestem sceptyczny, że zobaczymy to w samochodach głównego nurtu przed 2030 rokiem. Może w 2028, jeśli ktoś dokona przełomu. Ale prawdopodobnie później. Od 10 lat słyszę, że „-solid-state będzie za 5 lat”.
Lit-siarka:Teoretyczna gęstość energii 2600 Wh/kg. Siarka jest tania i występuje w dużych ilościach.
Problem: efekt wahadłowy wielosiarczku. Produkty pośrednie rozpuszczają się w elektrolicie, powodując szybki spadek pojemności. Po 50 cyklach akumulator jest spalony.
Problem ten został „prawie rozwiązany” od 20+ lat. Nadal nie ma.
Jon-sodu:Właściwie to dzieje się teraz. CATL rozpoczął produkcję w 2023 roku. Pracuje nad tym BYD.
Sód jest wszędzie (woda morska). Dużo tańsze niż lit. Można używać podobnego sprzętu produkcyjnego.
Ale gęstość energii jest niższa: 150-160 Wh/kg w porównaniu z 250-300 w przypadku akumulatora litowo-jonowego.
Ma to sens w przypadku stacjonarnych pamięci masowych i budżetowych pojazdów elektrycznych. W najbliższym czasie nie będziemy zastępować litu-jonowego w produktach premium.
Anody litowo-metalowe:Zamiast grafitu użyj litu metalicznego. Zachowaj płynny elektrolit. Może osiągnąć 400–500 Wh/kg na poziomie ogniwa.
Problem z dendrytem nadal występuje. Każdy ma swoje własne rozwiązania: powłoki, dodatki do elektrolitów itp. Zobaczymy, kto pierwszy odniesie sukces.
O ibaterie litowo-polimerowe- prawdopodobnie powinien o nich wspomnieć. Zamiast cieczy używają elektrolitu w postaci żelu lub stałego polimeru. Cieńsze, lżejsze i bardziej elastyczne kształty. Prawdopodobnie są one wyposażone w Twoje bezprzewodowe słuchawki douszne. Nieco bezpieczniejszy niż ciecz, ale gęstość energii jest mniej więcej taka sama. To wciąż technologia litowo-jonowa, tylko w innej obudowie. Działy marketingu uwielbiają nazywać je „LiPo”, jakby to była jakaś rewolucyjna rzecz. To nie jest.
