Τα τελευταία χρόνια, λόγω της ηλεκτροκίνησης, χρειάστηκε να μάθουμε περισσότερα στοιχεία για τις μπαταρίες αυτοκινήτου, να ενδιαφερόμαστε γι’ αυτές, ενίοτε να αγχωνόμαστε εάν είναι ικανές να μας πάνε ως τον προορισμό μας.
Ξεκινάμε με κάτι σαφώς τετριμμένο: «Με την ηλεκτροκίνηση άλλαξαν πολλά». Ένα από αυτά είναι και η πληροφόρηση για τη μπαταρία που υπάρχει στα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα.
Για να κάνουμε μια (προφανώς) άκαιρη αντιπαραβολή, είναι σαν να ενδιαφερόμασταν για το ντεπόζιτο ενός αυτοκινήτου με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Το κάναμε; Όχι. Πέραν της ερώτησης για τη χωρητικότητά του, δεν μας ξαναπασχολούσε.
Όμως, στην ηλεκτροκίνηση το αντίστοιχο «ντεπόζιτο» είναι βασικό στοιχείο του οχήματος, καθώς από την μπαταρία του εξαρτώνται σχεδόν όλα.
Όχι μόνο σε ατομικό επίπεδο, αλλά και επιχειρηματικό -και μάλιστα σε παγκόσμια κλίμακα. Η διαδικασία έρευνας, εξέλιξης και παραγωγής τους έχει γίνει μια σημαντική παράμετρος επιχειρηματικής και οικονομικής ανάπτυξης ενός νέου βιομηχανικού κλάδου, με μεγάλες δυνατότητες κέρδους.
Πέραν αυτών, η διάθεσή τους και η επιμελητεία προς τις αυτοκινητοβιομηχανίες ανά τον κόσμο είναι και μέρος της γεωπολιτικής στρατηγικής μεταξύ χωρών, πλέον.
Ιόντα, λίθιο, μαγγάνιο κ.λπ.
Η Κίνα διατηρεί δεσπόζουσα θέση στην παραγωγή μπαταριών, καλύπτοντας το 85% της παγκόσμιας παραγωγής και το 90% της επεξεργασίας των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται στους δύο βασικούς τύπους ιόντων λιθίου, οι οποίοι κυριαρχούν σήμερα στην αγορά.
Παρά τις εξελίξεις στην τεχνολογία τους, η βασική δομή της μπαταρίας παραμένει σταθερή, με τα τρία κύρια στοιχεία της (κάθοδο, άνοδο και ηλεκτρολύτη) να καθορίζουν τη λειτουργία της.
Οι αυτοκινητοβιομηχανίες αξιολογούν και επιλέγουν διαφορετικές λύσεις για το μέλλον και οι κυριότερες τεχνολογίες και τύποι συσσωρευτών που χρησιμοποιούνται ήδη ή γίνονται δοκιμές για να εξελιχθούν και να μπουν σε παραγωγή είναι οι εξής:
- Μπαταρία μολύβδου (Pb): Χρησιμοποιείται σε υφιστάμενες μπαταρίες 6 ή 12 Volt για την εκκίνηση οχημάτων. Το πλεονέκτημά της είναι το χαμηλό κόστος και η αντοχή της σε ακραίες θερμοκρασιακές συνθήκες. Το μειονέκτημά της είναι το μεγάλο βάρος και η χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα.
- Μπαταρία νικελίου-καδμίου (Ni-Cd): Επαναφορτιζόμενη τεχνολογία, περιορισμένης πλέον χρήσης.
- Μπαταρία νικελίου-μετάλλου υδριδίου (Ni-MH): Χρησιμοποιήθηκε στο πρώτο Toyota Prius το 1997 από το οποίο ξεκίνησε η τάση και τελικά η επικράτηση του συστήματος υβριδικής διάταξης στην παγκόσμια Αυτοκίνηση.
- Μπαταρία νατρίου-νικελίου χλωριδίου: Το πλεονέκτημά της είναι η δυνατότητα τοποθέτησής της σε υπάρχοντα οχήματα χωρίς μεγάλες μετατροπές. Το μειονέκτημά της είναι η περιορισμένη αυτονομία με μία φόρτιση.
- Μπαταρία λιθίου-μετάλλου πολυμερούς (LMP): Το πλεονέκτημά της είναι η σχετικά προσιτή τεχνολογία και η κατασκευή της με συγκριτικά απλούστερη διαδικασία. Το βασικότερο μειονέκτημα είναι η ανάγκη προθέρμανσής της και ύπαρξης συστήματος διατήρησης σταθερής θερμοκρασίας στον χώρο που είναι τοποθετημένη.
- Μπαταρία λιθίου-ιόντων (Li-ion): Η πλέον διαδεδομένη τεχνολογία, εμπορικά διαθέσιμη από το 1991. Πλεονεκτήματα: Υψηλή ενεργειακή απόδοση, γρήγορη και αργή φόρτιση χωρίς το «φαινόμενο μνήμης». Μειονεκτήματα: Αυξημένο βάρος, ευαισθησία σε εξωτερικές συνθήκες και κίνδυνος υπερθέρμανσης.
- Μπαταρία νικελίου-μαγγανίου-κοβαλτίου (NMC): Το βασικό πλεονέκτημά της είναι η υψηλή ενεργειακή πυκνότητά της. Τα βασικότερο μειονέκτημά της είναι το συγκριτικά αυξημένο κόστος, αλλά και ζητήματα εργασιακής ηθικής για την εξόρυξη του κοβαλτίου σε κάποιες χώρες.
- Μπαταρία λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος (LFP): Είναι πιο οικονομική επιλογή από άλλου τύπου συσσωρευτές και κατάλληλη για τα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα μικρότερων κατηγοριών. Το βασικό μειονέκτημα είναι η συγκριτικά χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα.
- Μπαταρία νατρίου-ιόντων: Δεν χρειάζεται σπάνιες γαίες οι οποίες αντικαθίστανται με άλλα μέταλλα, έχει χαμηλότερο κόστος παραγωγής, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής (έως 50.000 κύκλοι φόρτισης) και παρέχει μεγαλύτερη ασφάλεια.
Το κυριότερο μειονέκτημά της είναι η χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα και η περιορισμένη διαθεσιμότητά της. - Μπαταρία Λιθίου-Νικελίου-Μαγγανίου-Οξειδίου (LNMO): Δεν χρειάζεται κοβάλτιο και συνδυάζει την ενεργειακή πυκνότητα ενός συσσωρευτή NMC με το χαμηλότερο κόστος ενός τύπου LFP. Επίσης, έχει χαμηλότερο χρόνο φόρτισης, συγκριτικά, ακόμη και κάτω από 15 λεπτά της ώρας.
Η Renault έχει ανακοινώσει ότι εξελίσσει αυτόν το τύπο και αναμένεται να τον χρησιμοποιήσει στα οχήματά της από το 2028 και έπειτα. - Μπαταρία λιθίου-θείου: Η αμερικανική εταιρεία Lyten υποστηρίζει ότι αυτός ο τύπος προσφέρει υπερδιπλάσια ενεργειακή πυκνότητα από την λιθίου-ιόντων. Για την παραγωγή της δεν χρειάζεται νικέλιο ή κοβάλτιο. Η διάθεσή της στο εμπόριο αναμένεται μετά το 2028.
- Μπαταρία ηλεκτρολύτη στερεάς κατάστασης: Η αντικατάσταση του υγρού ηλεκτρολύτη με στερεό (πολυμερές ή κεραμικό) σε αυτή έχει ως πλεονεκτήματα την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, το μικρότερο βάρος και δεν είναι εύφλεκτη. Το βασικότερο μειονέκτημα είναι η ανάπτυξη δενδριτών που προκαλούν τη θραύση του ηλεκτρολύτη.
Πηγή: newsauto.gr