Р азработването на по-евтини материали за клетките на батериите е във фокуса на редица европейски и американски стъртъпи. Основният им акцент е поставен върху два изоставени, евтини материали – натрий и сяра – които биха могли да намалят зависимостта от Китай и да помогнат за масовото навлизане на електромобилите на пазара.
Специалисти смятат, че автомобилите на бъдещето, тези, които започнат да се появяват след 2025 г., биха могли да заложат на натриево-йонни или литиево-серни батерии, които може да са до 2/3 по-евтини от днешните литиево-йонни батерии.
Това може да се случи само ако бъде постигнат пробив в електрохимията от такива компании като базираната в Берлин Theion, базираната във Великобритания Faradion или щатската Lyten.
По-новите химични съставки в батериите имат не малки проблеми, които трябва да бъдат преодолени. Натриево-йонните батерии все още не са достатъчно енергийно плътни, докато серните клетки са склонни да корозират бързо и не издържат дълго.
Въпреки това повече от дузина стартъпи са привлекли милиони долари инвестиции, както и държавни грантове, за да разработят нови видове батерии.
Засега Китай доминира производството на батерии, включително добива и рафинирането на суровини.
Базираната в Обединеното кралство консултантска компания Benchmark Mineral Intelligence изчислява, че в момента Китай притежава 75% от световния капацитет за рафиниране на кобалт и 59% от капацитета за преработка на литий.
Ако погледнете глобалните геополитически последици от този факт, това е предизвикателство за енергийната сигурност, икономическата сигурност и националната сигурност”, коментира Джеймс Куин, главен изпълнителен директор на британската Faradion.
Азиатските гиганти също работят върху нови химични съставки на батерията. Китайската CATL заяви, че планира да започне да произвежда натриево-йонни клетки през 2023 г. Корейската LG Energy Solution има за цел да започне да произвежда литиево-серни клетки до 2025 г.
Най-скъпият единичен елемент в батерията е катодът, на който се пада 1/3 от цената на цялата батерия. Повечето EV батерии днес използват един от двата типа катоди: никел-кобалт-манган (NCM) или литиево-железен фосфат (LFP).
NCM катодите са способни да съхраняват повече енергия, но използват скъпи материали (никел, кобалт). LFP катодите обикновено не съхраняват толкова много енергия, но са по-безопасни и обикновено са по-евтини, тъй като използват материали с по-богати залежи.
Базираната в Мичиган Amandarry и британският стартъп AMTE Power разработват натриево-йонни батерии, използващи натриев хлорид – на практика готварска сол – като основна катодна съставка. Те не се нуждаят от литий, кобалт или никел - трите най-скъпи елемента в батерията.
Американските Lyten и Conamix, германската Theion и норвежката Morrow разработват литиево-серни катоди, които все още се нуждаят от литий в по-малки количества, но не и от никел или кобалт.
Използвайки широко разпространените материали – сярата се използва за торове, т.е. евтина е като солта – тези компании твърдят, че разходите за батерии могат да бъдат намалени с до две трети, което потенциално прави електромобилите масово достъпни.
Днешните батерии струват средно в диапазона $10 000 до $12 000.
„Ако успеем да постигнем целите, които сме поставили с някои от най-големите автомобилни производители в света, тогава започваме състезанията“, коментира изпълнителният директор на Conamix Шарлот Хамилтън.
Пътят за масово навлизане на подобни батерии няма да е лесен, нито кратък, тъй като част от стартъпите казват, че първо ще въведат батериите на пазара чрез други продукти, например скутери.
Докато Джеймс Куин от Faradion е на друго мнение. Той твърди, че компанията му води преговори с „почти всеки голям автомобилен производител."
В рамките на следващите три до пет години ще видите (нашите батерии) на пътя.”
Проблемът на сярата е, че тя е толкова корозивна, че убива батерията след 30 зареждания. Но Улрих Ехмес от Theion твърди, че неговата компания е открила начин да третира и покрие литиево-серния електрод по начин, който да го запази през целия жизнен цикъл на електромобила.
Той казва още, че планират да започнат да изпращат тестови клетки на производители през 2024 г., като първото им приложение в електромобил може да е около 2027 г.
Theion вярва, че нейните литиево-серни катоди може да съхраняват три пъти повече енергия от стандартните NCM клетки, да се зареждат ултра бързо и да намалят разходите с до 2/3, до около $34 на kWh.
Сега остава да видим тези обещания и в реални измерения.