Viewpoint: Ang lahi ay upang maiwasan ang isang krisis sa supply ng baterya ng EV

Ang nabawasan na pagkakaroon ng mga kinakailangang hilaw na materyales, na sinamahan ng lumalagong pag-aalala tungkol sa geopolitical at kung minsan ay mga panganib sa reputasyon na nakakabit sa pag-sourcing ng mga ito mula sa mga mina sa mga bansa na nahaharap sa mga hamon sa sosyo-ekonomiko at kapaligiran, ay nagmamaneho ng paghahanap para sa mga alternatibong chemistries ng baterya.

Habang ang lithium ay malawak na magagamit sa crust ng Earth, ang kamakailang pandaigdigang pagtulak sa mainstream na baterya ng de -koryenteng sasakyan (BEV) ay nagdulot ng demand para sa hilaw na materyal na ito, at ang mga presyo ay tumaas nang malaki. Noong 2015, 30% lamang ng demand ng lithium ay para sa mga baterya, ngunit sa pamamagitan ng 2030, inaasahan na tumaas ito sa 95%.

Ang isang ulat na nai -publish kamakailan ng Advanced Propulsion Center UK ay nagtapos na ang isang katamtamang pandaigdigang kakulangan sa lithium ay malamang sa 2025, makabuluhang pagpapalawak ng 2030. Kung ang mga kasalukuyang mina ay hindi matugunan ang pandaigdigang pangangailangan, kung gayon ang mga tagagawa ng baterya ay hindi magagawang mapagkukunan ng lithium Kailangan nila, potensyal na ihinto ang paggawa ng BEV at maiwasan ang mga target na paglabas ng net-zero na hindi matugunan. Ang paglikha ng mga bagong mina ay isang pagpipilian, ngunit aabutin ito ng maraming taon.

Ang sourcing lithium ay hindi lamang ang problema, ang nikel at kobalt ay nasa maikling supply din. Ang mga isyu na nakapalibot sa mga kasanayan na ginamit upang kunin ang mga partikular na mineral ay isang mahalagang pagsasaalang -alang din sa mga gumagawa ng kotse. Kamakailan lamang ay itinakda ng Tesla ang diskarte nito para sa pag -sourcing ng mga mineral nang direkta mula sa mga mina sa isang bid upang ma -secure ang mga supply at pagmasdan ang mga pamantayan sa kalidad at etikal.

Ang ruta

Sa isang karera upang maiwasan ang isang krisis sa supply sa ruta patungo sa electrification, ang mga gumagawa ng kotse ay ginalugad ang potensyal ng mga alternatibong chemistries ng baterya. Ang Tesla ay gumagamit ng mga baterya ng lithium iron phosphate (LFP) para sa Model 3 at iba pang mga pamantayang saklaw. Habang ang mga baterya ng LFP ay may mas mababang density ng enerhiya, ang mga katangian ng singilin at kaligtasan ay mas mahusay kaysa sa kanilang mga katapat na nakabase sa nikel at nakikinabang mula sa isang mas mahabang habang buhay.

Ang iba pang mga chemistries ng baterya na kasalukuyang nasa ilalim ng pag-unlad ay kasama ang mga baterya ng graphene, na maaaring palitan ang pangangailangan para sa mga baterya ng lithium-ion sa hinaharap. Para sa mga tagagawa ng baterya, ang graphene ay may maraming mga pakinabang sa umiiral na mga chemistries ng lithium-ion, kabilang ang mas mabilis na mga oras ng pag-recharging, mas maraming pagtutol sa pagsusuot, pinabuting kaligtasan at isang mas mahabang habang buhay. Ang pangunahing kawalan sa kasalukuyan ay gastos, bagaman maaari itong mabawasan sa hinaharap. Ang tagagawa ng kotse ng Tsino na si GAC, ay unang nagbebenta ng isang baterya ng graphene sa all-electric SUV, ang AION V, na nagpunta sa paggawa noong nakaraang taon.

Ang lahat ng mga baterya ng lahat ng mga baterya (ASSB) ay ang pokus din ng isang mahusay na aktibidad ng pagbabago at ang aktibidad ng pag-file ng patent ay matindi. Ang lugar na ito ng R&D ay inilarawan bilang 'Holy Grail' para sa mga tagagawa ng baterya ng EV, hindi bababa sa maikling panahon, dahil sa potensyal na doble ang density ng enerhiya ng isang karaniwang baterya ng lithium-ion. Ang teknolohiya ay nagsasangkot sa pagpapalit ng likidong electrolyte na may solidong electrolyte, na habang mas mabigat ay maaaring dagdagan ang pagganap ng baterya at, mahalaga para sa motorista, dagdagan ang saklaw ng pagmamaneho.

Ang Lithium-ion Patent Filing Giants tulad ng Samsung, Panasonic, LG at Toyota ay aktibo sa larangang ito at maaaring asahan na magpatuloy sa pagmamaneho ng solidong pagbabago ng estado. Ang Toyota sa partikular ay lumilitaw na yumakap sa solidong teknolohiya ng estado at responsable para sa pag -file ng humigit -kumulang na 15% ng lahat ng mga aplikasyon ng patent na may kaugnayan sa solidong teknolohiya sa European Patent Office (EPO) sa panahon ng 2014 - 2018. Ang pangunahing paggawa ng mga ASSB ay naisip na Ilang taon lamang ang layo, at ang karamihan sa mga gumagawa ng auto ay nagtatrabaho na sa mga kasosyo sa tech upang mabuo ang teknolohiyang ito.

Bagaman hindi pa ito mai-komersyal, ang isa pang runner sa karera upang maiwasan ang isang krisis sa supply ng baterya ng EV ay ang teknolohiyang sodium-ion. Sa kabila ng pagiging katulad sa konstruksyon sa mga baterya ng lithium-ion, ang mga baterya ng sodium-ion ay potensyal na mas eco-friendly dahil pangunahing ginagamit nila ang sodium-chloride, na sagana sa karagatan, at medyo madaling ma-access. Hindi tulad ng mga baterya ng lithium-ion, hindi sila umaasa sa nikel, kobalt at mangganeso, at sa halip ay gumamit ng malawak na magagamit na mga materyales tulad ng Prussian Blue, isang ferrocyanide salt na mas madalas na ginagamit bilang isang pigment sa pintura. Ang Tech Company, Natron, ay nakabuo ng isang bilang ng mga teknolohiya na nangunguna sa sodium-ion na mga teknolohiya ng baterya at nakatakdang magsimula ng paggawa ng masa ng komersyal na produkto nito noong 2023.

Mabilis

Ang lahi sa EVS ay ang pinakamalaking at pinakamabilis na pagbabago ng industriya ng automotiko na nakita at ang antas ng aktibidad ng pagbabago na naka -target sa paghahanap ng mga bagong chemistries ng baterya ay hindi pa naganap.

Ang data na nai-publish ng EPO ay nagpapatunay na ang mga patent filings para sa mga imbensyon na kimika ng hindi-lithium-ion ay patuloy na tumataas. Ito ay nananatiling hindi malinaw kung aling teknolohiya ang magiging nangingibabaw sa hinaharap, ngunit ang nagwagi ay malamang na isa na magagawang maiiwasan ang isang krisis sa supply habang naghahatid ng isang mas napapanatiling solusyon na nagbibigay sa mga motorista ng pagganap na inaasahan nila.

Si Ben Palmer ay isang kasosyo at abugado ng patent sa European intellectual property firm, Withers & Rogers. Mayroon siyang kaalaman sa dalubhasa sa mga teknolohiya ng baterya at industriya ng EV.