Pohled: Závod je na odvrácení krize dodávky baterií EV

Snížená dostupnost těchto tolik potřebných surovin v kombinaci s rostoucími obavami z geopolitických a někdy i reputačních rizik spojených s jejich získáváním jejich dolů v zemích, které čelí sociálně-ekonomickým a environmentálním výzvám, vede hledání alternativních chemistů baterií.

Zatímco lithium je široce dostupné v zemské kůře, nedávný globální tlak na výrobu elektrických vozidel s baterií (BEV) způsobil, že poptávka po této surovině stoupá a ceny se exponenciálně zvýšily. V roce 2015 bylo pouze 30% poptávky po lithiu u baterií, ale do roku 2030 se očekává, že se zvýší na 95%.

Zpráva zveřejněná nedávno společností Advanced pohonného centra UK dospěla k závěru, že v roce 2025 je pravděpodobně skromný globální deficit lithia, což do roku 2030 výrazně rozšířilo. Pokud současné doly nejsou schopny uspokojit globální poptávku, pak výrobci baterií nebudou moci získat lithium Potřebují, potenciálně zastavují produkci BEV a zabraňují splnění cílů emisí čistého nula. Vytváření nových dolů je možnost, ale to by trvalo roky.

Sourcing lithium není jediný problém, nikl a kobalt jsou také nedostatek. Problémy týkající se praktik použitých k extrahování těchto konkrétních minerálů jsou také důležitou z hlediska výrobců automobilů. Společnost Tesla nedávno stanovila svou strategii pro získávání minerálů přímo z dolů ve snaze zajistit zásoby a pečlivě sledovat kvalitu a etické standardy.

Trasa

V závodě, který odvrátí nabídkovou krizi na cestě k elektrifikaci, zkoumají výrobci automobilů potenciál alternativních chemií baterií. Společnost Tesla používá pro své model 3 a další standardní rozsahy baterie lithium železa (LFP). Zatímco baterie LFP mají nižší hustotu energie, nabíjení a bezpečnostní vlastnosti jsou lepší než jejich protějšky na bázi niklu a těží z delší životnosti.

Mezi další chemie baterií, které se v současné době vyvíjejí, patří grafenové baterie, které by mohly v budoucnu nahradit potřebu lithium-iontových baterií. U výrobců baterií má grafen několik výhod oproti stávajícím lithium-iontovým chemiím, včetně rychlejších dobíjení, větší odolnosti vůči opotřebení, zlepšené bezpečnosti a delší životnosti. Hlavní nevýhodou jsou v současné době náklady, i když by se to mohlo v budoucnu snížit. Čínský výrobce automobilů, GAC, měl nejprve na trh s grafenovou baterií ve svém všechny elektrické SUV, Aion V, který v loňském roce vstoupil do výroby.

Baterie s All-State (ASSB) jsou také předmětem velkého množství inovací činnosti a aktivita patentu je intenzivní. Tato oblast výzkumu a vývoje byla popsána jako „svatý grál“ pro výrobce baterií EV, alespoň v krátkodobém horizontu, kvůli svému potenciálu zdvojnásobit hustotu energie standardní lithium-iontové baterie. Tato technologie zahrnuje nahrazení kapalného elektrolytu pevným elektrolytem, ​​který by i když těžší mohl zvýšit výkon baterie a, co je pro motoristy, zvýšit rozsah jízdy.

V této oblasti jsou aktivní lithium-iontové patentové giganty, jako jsou Samsung, Panasonic, LG a Toyota, a lze očekávat, že budou i nadále řídit inovace v pevném stavu vpřed. Zdá se, že zejména Toyota přijímá technologii solidního státu a byla zodpovědná za podání přibližně 15% všech patentových přihlášek týkajících se technologie Solid State v Evropském patentovém úřadu (EPO) v období 2014 - 2018. Trápila se na výrobu Assbs. Jen pár let odtud a většina výrobců automobilů již pracuje s technologickými partnery na vývoji této technologie.

Ačkoli to ještě musí být komercializováno, dalším běžcem v závodě, který odvrátí krizi zásobování baterií EV, je technologie sodíku. Přestože jsou sodíko-iontové baterie podobné konstrukci jako lithium-iontové baterie, jsou potenciálně ekologičtější, protože používají hlavně chlorid sodný, který je v oceánu hojný a je relativně snadný přístup. Na rozdíl od lithium-iontových baterií se nespoléhají na nikl, kobalt a mangan a místo toho používají široce dostupné materiály, jako je Pruská modrá, ferocyanidová sůl častěji používaná jako pigment v barvě. Tech Company, Natron, vyvinula řadu předních technologií sodíkových iontových baterií a je připravena zahájit hromadnou výrobu svého komerčního produktu v roce 2023.

Rychlý

Závod na EVS je největší a nejrychlejší změny, jakou kdy automobilový průmysl viděl, a úroveň inovací činnosti zaměřená na nalezení nových chemií baterií je bezprecedentní.

Data zveřejněná EPO potvrzuje, že patentové podání pro vynálezy chemie bez lithium-iontu neustále roste. Zůstává nejasné, která technologie bude v budoucnu dominantní, ale vítězem bude pravděpodobně takový, který dokáže odvrátit nabídkovou krizi a zároveň poskytnout udržitelnější řešení, které poskytuje motoristům výkon, který očekávají.

Ben Palmer je partnerem a patentovým právníkem v evropské firmě duševního vlastnictví, Withers & Rogers. Má specializované znalosti o technologiích baterií a průmyslu EV.