Samochody elektryczne rewolucjonizują transport, zapewniając zrównoważoną alternatywę dla pojazdów benzynowych. Ich działanie opiera się na bateriach, głównym składniku tych nowoczesnych cudów. W tym artykule omówiono rodzaje akumulatorów stosowanych w samochodach elektrycznych, ich pojemności i trwałość.
Rodzaje akumulatorów stosowanych w samochodach elektrycznych
Technologia akumulatorów znacznie się rozwinęła w ciągu ostatnich 40 lat. Koncentrując się na zrównoważonej energii, wyszliśmy poza akumulatory kwasowo-ołowiowe. Oto dwa najpopularniejsze typy akumulatorów stosowane obecnie w pojazdach elektrycznych.
Baterie litowo-jonowe
Większość samochodów elektrycznych wykorzystuje akumulatory litowo-jonowe ze względu na ich wysoki stosunek mocy do masy i gęstość energii.
Tam są sześć głównych typów chemii baterii litowych. Obecnie na rynku akumulatorów do pojazdów elektrycznych dominują NMC, NCA i LFP. W 2023 roku NMC posiadało ponad 50% udziału w samochodach osobowych, a następnie LFP na poziomie ok. 40% i NCA na poziomie około 7%.
Od 2010 roku tlenki litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC) stanowią światowy standard w produkcji akumulatorowych pojazdów elektrycznych (BEV) ze względu na ich wysoką wydajność. Wydobywanie tych minerałów budzi jednak obawy dotyczące środowiska. Tradycyjne akumulatory NMC są wrażliwe na temperaturę, mają słabą wydajność w niskich temperaturach i z czasem ulegają degradacji. Ponadto standardowe akumulatory litowo-jonowe niosą ze sobą ryzyko pożaru spowodowanego lotnymi elektrolitami organicznymi i niestabilnością termiczną warstwy SEI anody w przypadku przebicia lub nieprawidłowego naładowania. Wczesne modele miały trudności z ładowaniem w ekstremalnie niskich temperaturach, ale w niektórych klimatach można je ogrzać za pomocą grzejników.
Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) są tańsze, bezpieczniejsze i bardziej zrównoważone niż baterie NMC, ale mają krótszy zasięg. Nie wymagają krytycznych minerałów, takich jak mangan i kobalt. Od 2023 r. LFP jest liderem na rynku chińskim, choć posiada poniżej 10% udziału w rynku w Europie i Ameryce Północnej. LFP to także główny typ akumulatorów do magazynowania energii w sieci.
Baterie hybrydowe niklowo-metalowe
Zestawy akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych (NiMH) są stosowane głównie w pojazdach hybrydowych, które łączą silniki benzynowe z silnikami elektrycznymi. Samochody te ładują akumulator pokładowy za pomocą benzyny.
Akumulatory NiMH zwykle wytrzymują dłużej niż akumulatory litowo-jonowe i są bezpieczne. Są jednak drogie w produkcji, wytwarzają znaczne ciepło w wysokich temperaturach i charakteryzują się dużą szybkością rozładowania. Większość nowoczesnych hybryd przeszła na lżejsze, bardziej kompaktowe akumulatory litowo-jonowe, aby zapewnić lepszą wydajność.
Jaka jest pojemność akumulatora samochodu elektrycznego?
Pojemność energetyczna akumulatora samochodu elektrycznego różni się w zależności od typu akumulatora i samochodu. Większa pojemność, mierzona w kilowatogodzinach (kWh), pozwala na dłuższy przebieg bez konieczności ponownego ładowania.
W 2023 r. średnia pojemność akumulatorów pojazdów elektrycznych wahała się od 21,3 do 123 kWh, średnio 72,2 kWh. Popularny Tesla Model Y ma 75 kWh akumulator zapewniający zasięg 400 km, natomiast Nissan Leaf e+ jest wyposażony w: 59 kWh akumulator o zasięgu 211 mil.
Jak długo działa akumulator samochodu elektrycznego?
Jeśli zastanawiasz się nad ekonomicznym pojazdem, możesz zastanawiać się, jak długo wytrzymuje akumulator.
Generalnie akumulatory litowo-jonowe w samochodach wytrzymują ok 100 000–200 000 mil lub 15–20 lat.
Jednakże żywotność baterii zależy od cykli obróbki, ładowania i rozładowania oraz temperatur pracy. Wiele samochodów wykorzystuje zaawansowane systemy zarządzania akumulatorem oraz systemy ogrzewania/chłodzenia, aby zoptymalizować wydajność i wydłużyć żywotność akumulatora.
Jak utylizuje się akumulatory pojazdów elektrycznych?
Kiedy akumulatory pojazdów elektrycznych ulegają awarii, dokąd się one trafiają?
Idealnie byłoby, gdyby producenci poddawali je recyklingowi i wytwarzali nowe baterie, rozdrabniając je i rozkładając za pomocą ciepła lub środków chemicznych w celu wydobycia cennych materiałów.
Jednak tylko niewielki procent akumulatorów litowo-jonowych jest poddawany recyklingowi ze względu na pracę i logistykę transportu. Wysyłka tych akumulatorów wymaga więcej pracy i zasobów niż wydobywanie nowych materiałów, co prowadzi do braku rentowności. Problem ten jest rozwiązywany, ponieważ akumulatory litowe stają się głównym źródłem zasilania pojazdów.
Czy istnieje jakaś nowa technologia w akumulatorach pojazdów elektrycznych?
Postęp w akumulatorach pojazdów elektrycznych postępuje i może rozwiązać problemy związane z recyklingiem. Trwają prace nad poprawą gęstości energii, kosztów produkcji i bezpieczeństwa. Główne cele to maksymalizacja pojemności energetycznej, długowieczności i bezpieczeństwa.
