Zmniejszona dostępność tych bardzo potrzebnych surowców, w połączeniu z rosnącym problemem związanym z geopolitycznym, a czasem reputacyjnym ryzykiem związanym z pozyskiwaniem ich z kopalń w krajach, które stoją przed wyzwaniami społeczno-ekonomicznymi i środowiskowymi, powoduje poszukiwanie alternatywnych chemii baterii.
Podczas gdy lit jest szeroko dostępny w skórce Ziemi, ostatnia globalna produkcja na pojazd elektryczny (Bev) na baterię (Bev) spowodował popyt na szybowanie tego surowca, a ceny wzrosły wykładniczo. W 2015 r. Tylko 30% popytu na litowe było baterie, ale do 2030 r. Oczekuje się, że wzrosło do 95%.
W raporcie opublikowanym niedawno przez Advanced Propulsion Center UK stwierdzono, że skromny globalny deficyt litowy jest prawdopodobnie w 2025 r., Znacznie poszerzony do 2030 r. Jeśli obecne kopalnie nie są w stanie zaspokoić globalnego popytu, wówczas producenci baterii nie będą w stanie pozyskiwać litu litu Potrzebują, potencjalnie zatrzymując produkcję Bev i zapobiegając osiągnięciu celów emisji netto-zerowej. Tworzenie nowych kopalń jest opcją, ale zajęłoby to lata.
Pozyskiwanie litu nie jest jedynym problemem, nikiel i kobalt są również krótko zaopatrzeni. Kwestie związane z praktykami stosowanymi do wyodrębnienia tych konkretnych minerałów są również ważnym czynnikiem dla producentów samochodów. Tesla niedawno przedstawiła swoją strategię pozyskiwania minerałów bezpośrednio z kopalni w celu zabezpieczenia zapasów i uważnie obserwowania jakości i standardów etycznych.
W wyścigu, aby zapobiec kryzysowi zaopatrzenia na drogę do elektryfikacji, producenci samochodów badają potencjał alternatywnych chemii akumulatorów. Tesla stosuje akumulatory fosforanu żelaza litowego (LFP) do swojego modelu 3 i innych standardowych zakresów. Podczas gdy akumulatory LFP mają niższą gęstość energii, charakterystyka ładowania i bezpieczeństwa są lepsze niż ich odpowiedniki na bazie niklu i korzystają z dłuższej żywotności.
Inne obecnie opracowywane chemię akumulatorów obejmują akumulatory grafenowe, które mogą zastąpić potrzebę akumulatorów litowo-jonowych w przyszłości. W przypadku producentów akumulatorów grafen ma kilka zalet w stosunku do istniejących chemii litowo-jonowej, w tym szybsze czasy ładowania, większą odporność na zużycie, lepsze bezpieczeństwo i dłuższą żywotność. Główną wadą jest obecnie koszt, chociaż może to zmniejszyć się w przyszłości. Chiński producent samochodów, GAC, był najpierw sprzedawany z akumulatorem grafenowym w SUV-ie, AION V, który rozpoczął produkcję w zeszłym roku.
Akumulatory (ASSB) w stanie solidowym są również przedmiotem dużej aktywności innowacyjnej, a działalność dotycząca zgłoszenia patentowego jest intensywna. Ten obszar badań i rozwoju został opisany jako „Święty Graal” dla producentów akumulatorów EV, przynajmniej w krótkim okresie, ze względu na jego potencjał do podwojenia gęstości energii standardowej baterii litowo-jonowej. Technologia polega na wymianie ciekłego elektrolitu stałym elektrolitem, który choć cięższy może zwiększyć wydajność baterii i, co ważne dla kierowcy, zwiększyć zasięg jazdy.
W tej dziedzinie działają w tej dziedzinie giganci zgłoszeń litowo-jonowych, takich jak Samsung, Panasonic, LG i Toyota, i można oczekiwać, że będą nadal zwiększać innowacje w stanie solidnym. W szczególności Toyota wydaje się obejmować technologię solidnego i była odpowiedzialna za złożenie około 15% wszystkich zastosowań patentowych związanych z technologią stałego państwa w Europejskim Biurze Patentowym (EPO) w latach 2014–2018. Uważa się, że główny nurt ASSBS jest Zaledwie kilka lat, a większość producentów samochodów już współpracuje z partnerami technologicznymi w celu opracowania tej technologii.
Chociaż nie ma jeszcze komercjalizacji, kolejnym biegaczem w wyścigu, aby zapobiec kryzysowi zaopatrzenia w baterię EV jest technologia sodowo-jonowa. Pomimo podobnej konstrukcji do akumulatorów litowo-jonowych akumulatory sodu są potencjalnie bardziej przyjazne dla środowiska, ponieważ używają głównie chlorku sodu, który jest obfity w oceanie i jest stosunkowo łatwy w dostępie. W przeciwieństwie do akumulatorów litowo-jonowych, nie są one polegające na niklu, kobalcie i manganie, a zamiast tego używają szeroko dostępnych materiałów, takich jak błękit pruski, sól ferrocyjanowa częściej stosowana jako pigment w farbie. Firma technologiczna, Natron, opracowała szereg wiodących w branży technologii baterii sodu i ma rozpocząć masową produkcję swojego produktu komercyjnego w 2023 roku.
Wyścig na EV jest największą i najszybszą zmianą, jaką kiedykolwiek widział przemysł motoryzacyjny, a poziom działań innowacyjnych ukierunkowanych na znalezienie nowych chemii baterii jest niespotykany.
Dane opublikowane przez EPO potwierdzają, że zgłoszenia patentowe dotyczące wynalazków chemii nie litowych stale rosną. Nie jest jasne, która technologia stanie się dominująca w przyszłości, ale zwycięzca prawdopodobnie będzie w stanie zapobiec kryzysowi zaopatrzenia, zapewniając jednocześnie bardziej zrównoważone rozwiązanie, które daje kierowcom oczekiwane wyniki.
Ben Palmer jest partnerem i adwokatem patentowym w europejskiej firmie własności intelektualnej, Withers & Rogers. Ma specjalistyczną wiedzę na temat technologii baterii i branży EV.
