Näkymäpiste: Kilpailu on EV -akun syöttökriisin välttämiseksi
Näiden kaivattujen raaka-aineiden vähentynyt saatavuus yhdistettynä kasvavaan huolenaiheeseen geopoliittisista ja joskus maineista riskeistä, jotka on kiinnitetty niiden hankkimiseen kaivoksista maissa, joissa on sosioekonomisia ja ympäristöhaasteita, etsii vaihtoehtoisia akkukemia.
Vaikka litiumia on saatavana laajasti maankuoressa, viimeaikainen maailmanlaajuinen työntövirran akkujen sähköajoneuvojen (BEV) tuotanto on aiheuttanut tämän raaka -aineen nousun kysyntää, ja hinnat ovat nousseet eksponentiaalisesti. Vuonna 2015 vain 30% litiumin kysynnästä oli paristoille, mutta vuoteen 2030 mennessä tämän odotetaan nousevan 95%: iin.
Advanced Propulsion Centerin äskettäin julkaisema raportti on päätellyt, että vaatimaton globaali litiumvaje on todennäköisesti vuonna 2025, mikä laajenee merkittävästi vuoteen 2030 mennessä. Jos nykyiset kaivokset eivät pysty vastaamaan globaalia kysyntää, akunvalmistajat eivät pysty hankkimaan litiumia He tarvitsevat, mahdollisesti BEV: n tuotannon lopettamisen ja nollapäästötavoitteiden estämisen. Uusien miinojen luominen on vaihtoehto, mutta tämä vie vuosia.
Litiumin hankinta ei ole ainoa ongelma, nikkeli ja koboltti ovat myös vähän. Näiden tiettyjen mineraalien poimimiseen käytettyihin käytäntöihin liittyvät kysymykset ovat myös tärkeä näkökohta autovalmistajille. Tesla on äskettäin esittänyt strategiansa mineraalien hankkimiseksi suoraan kaivoksista tarvikkeiden turvaamiseksi ja tarkkaan silmällä laatu- ja eettisiä standardeja.
Reitti
Autonvalmistajat tutkivat vaihtoehtoisten akkukemien potentiaalia kilpailulla syöttökriisin estämiseksi. Tesla käyttää litiumrautafosfaatti (LFP) -akkuja mallin 3 ja muille vakioalueille. Vaikka LFP-akkuilla on alhaisempi energiatiheys, lataus- ja turvallisuusominaisuudet ovat parempia kuin niiden nikkelipohjaiset kollegansa ja hyötyvät pidemästä elinaikasta.
Muita, jotka ovat parhaillaan kehitteillä, ovat grafeeniakut, jotka voisivat tulevaisuudessa korvata litium-ioni-akkujen tarpeen. Akkujen valmistajille grafeenilla on useita etuja olemassa oleviin litium-ioni-kemioihin nähden, mukaan lukien nopeammat latausajat, enemmän kulumiskestävyyttä, parannettua turvallisuutta ja pidempi käyttöikä. Tärkein haitta on tällä hetkellä kustannukset, vaikka tämä voisi vähentää tulevaisuudessa. Kiinan autonvalmistaja GAC markkinoi ensin grafeeniakkua kokonaan sähkömaastoautossaan, Aion V: ssä, joka meni tuotantoon viime vuonna.
All-Solid-State-paristot (ASSB) ovat myös suuren innovaatiotoiminnan painopiste ja patenttien arkistointitoiminta on voimakasta. Tätä tutkimus- ja kehitysaluetta on kuvattu EV-akkujen valmistajien 'pyhäksi graaliksi' ainakin lyhyellä aikavälillä, koska se potentiaali kaksinkertaistaa tavanomaisen litium-ioni-akun energiatiheys. Teknologiaan sisältyy nestemäisen elektrolyytin vaihtaminen kiinteällä elektrolyyttillä, joka, vaikka raskaampi voi lisätä akun suorituskykyä ja mikä tärkeintä autoilijoille, lisätä ajoaluetta.
Litium-ionin patentti-jättiläiset, kuten Samsung, Panasonic, LG ja Toyota, ovat aktiivisia tällä alalla, ja niiden voidaan odottaa jatkavan kiinteän tilan innovaatioiden edistämistä eteenpäin. Erityisesti Toyota näyttää olevan omaksunut kiinteän valtion tekniikan ja oli vastuussa noin 15% kaikista kiinteän valtion tekniikan patenttisovelluksista Euroopan patenttitoimistossa (EPO) vuosina 2014 - 2018. ASSBS: n valtavirran tuotannon uskotaan olevan Vain muutaman vuoden päässä, ja suurin osa autovalmistajista työskentelee jo teknologiakumppaneiden kanssa tämän tekniikan kehittämiseksi.
Vaikka se ei ole vielä kaupallista, toinen kilpailun juoksija EV-akkujen syöttökriisin estämiseksi on natrium-ionitekniikka. Huolimatta siitä, että ne ovat samanlaisia rakenteeltaan kuin litium-ioni-akut, natriumioni-akut ovat potentiaalisesti ympäristöystävällisempiä, koska ne käyttävät pääasiassa natriumkloridia, jota on runsaasti valtameressä ja on suhteellisen helppo käyttää. Toisin kuin litium-ioni-akut, ne eivät ole riippuvaisia nikkelistä, koboltista ja mangaanista, vaan käyttävät sen sijaan laajasti saatavissa olevia materiaaleja, kuten Preussin sinistä, ferrosyanidisuolaa, jota käytetään yleisemmin maalien pigmenttinä. Teknologiayritys Natron on kehittänyt useita alan johtavia natrium-ioniakkutekniikoita ja sen on tarkoitus aloittaa kaupallisen tuotteensa massatuotanto vuonna 2023.
Nopea
Kilpailu EVS: lle on suurin ja nopein muutos, jonka autoteollisuus on koskaan nähnyt, ja uusien akkukemien löytämiseen tarkoitettu innovaatiotoiminnan taso on ennennäkemätöntä.
EPO: n julkaisemat tiedot vahvistavat, että ei-litium-ioni-kemian keksintöjen patenttihakemukset kasvavat tasaisesti. On edelleen epäselvää, mikä tekniikka tulee tulevaisuudessa hallitsevaksi, mutta voittaja on todennäköisesti sellainen, joka pystyy välttämään tarjonnan kriisin toimittaen samalla kestävämmän ratkaisun, joka antaa autoilijoille odottamansa suorituskyvyn.
Ben Palmer on kumppani ja patentti -asianajaja Euroopan immateriaalioikeusyrityksessä, Withers & Rogers. Hänellä on erikoistuneita tietoja akkutekniikoista ja EV -teollisuudesta.