Porovnanie technológií Li-ion batérií. Ktorá v čom vyniká?

0

Vývoj Li-ion batérií pre elektromobily je stále o kompromisoch. Neexistuje totiž taká batériová chémia, ktorá by vynikala v každej z relevantných oblastí. Spomínané kompromisy musia pritom zohľadňovať kľúčové faktory, ktorými sú energetická a výkonová hustota, cena, životnosť a bezpečnosť. Akými vlastnosťami vynikajú najpoužívanejšie technológie batérií a čo očakávať v budúcnosti?

Hneď na začiatku uvedieme prehľadné hodnotenie populárnych technológií Li-ion batérií, resp. batériových článkov, ktoré sa používajú v rámci elektrifikovaných automobilov. 5 bodov je maximálny počet, pričom platí, čím väčší počet bodov, tým lepšie.

TechnológiaEnergetická hustotaVýkonová hustotaŽivotnosťBezpečnosťNáklady
Lithium Titanate Oxide (LTO)1/55/55/55/51/5
Lithium Ferro Phosphate (LFP)2/54/54/55/54/5
Lithium Nickel Cobalt Aluminium (NCA)5/53/53/52/55/5
Lithium Nickel Cobalt Manganese (NCM 333/ 111)3/53/54/54/53/5
NCM 5234/53/53/53/54/5
NCM 6224/53/53/53/54/5
NCM 8115/52/52/52/55/5

 

Tesla výnimkou

Technológia LTO a LFP sa používa len vtedy, keď je nevyhnutné čo najrýchlejšie nabíjanie. Napríklad v rámci elektrobusov. Takmer každá z automobiliek využíva chémiu NCM. Výnimkou je však napríklad spoločnosť Tesla,  so svojimi NCA batériami.

Zameranie na energetickú hustotu a náklady

Keďže je z hľadiska masového prijatia elektromobilov veľmi dôležitý ich dojazd a cena, aktuálny vývoj sa zameriava najmä na zvýšenie energetickej hustoty a zníženie nákladov. To však ide na úkor výkonovej hustoty, životnosti a bezpečnosti. Kapacitne väčšie batérie však eliminujú problémy s výkonom batérie, ako aj živostnosťou z hľadiska počtu nabíjacích cyklov.

Netreba sa však obávať ani ich bezpečnosti, nakoľko tá sa dá zabezpečiť systémami pre správu batérie (BMS) a teplotný manažment (TMS). Čo sa týka najnovšej chemickej technológie Li-ion batérií (NCM 811), tá bola uvedená na trh tento rok. A to čínskou spoločnosťou CATL. Prvým vozidlom, ktoré využíva batériové články NCM 811, je elektromobil NIO ES6.

Tieto batérie sa pritom chystajú vyrábať aj ďalšie spoločnosti, pričom sa budú postupne zavádzať do batérií e-áut. Čo však bude nasledovať po nich? No, ešte stále technológia NCM, tentokrát s prívlastkom „90“, resp. „9.5.5“ (90% niklu, 5% kobaltu a 5% mangánu).

Ich výhodou je, že potrebujú menšie množstvo kobaltu, ktorý je vzácny a drahý. Okrem zníženia výrobných nákladov tiež ponúknu vyššiu energetickú hustotu. Aby to však nebolo také jednoduché, ako sme už spomínali, „batériová alchýmia“ je o kompromisoch.

Lacnejšie a energeticky hustejšie batérie NCM 90 môžu mať problém so živostnosťou pri vysokonapäťovom nabíjaní. Batériové systémy elektromobilov však dokážu ochrániť batérie pred nebezpečne vysokým napätím. To však môže bez ďalších podporných systémov obmedziť rýchlosť nabíjania. Takže aj v prípade budúcej technológie Li-ion batérie budú musieť vývojári myslieť na vyváženosť vlastností. Minimálne na úrovni katódy.

Zdroj: Pushevs, titulná fotografia: VW

SÚVISIACE ČLÁNKY:
Ceny elektromobilov značne závisia od batérií. Aký vývoj očakávať?
Tesla má mať „tajné“ laboratórium, v ktorom vyvíja batériové články
Bosch prepojí elektromobily s cloudom, aby predĺžil životnosť ich batérií

Podporte článok zdieľaním cez:

O autorovi

Vyštudovaný Mediamatik na Žilinskej univerzite a šéfredaktor vášho jedinečného Tesla magazínu. Zaujímam sa o informácie z oblasti elektromobility, IKT, vedy, histórie a technologických inovácií. Okrem sýtenia svojích informačných a znalostných potrieb, športujem, spievam v rockovej kapele a rád chodím do prírody:-) Pripravujem pre Vás aj portál o dopravnom systéme HYPERLOOP. Kontaktovať ma môžete prostredníctvom redakčného emailu redakcia(zav.)teslamagazin.sk | Google+ |

Pridajte komentár