Для американских компаний началась гонка за новой батареей для электромобилей

May 04, 2024

Электрический пикап Rivian R1T на заводе компании в Нормале, штат Иллинойс. Джейми Келтер Дэвис / Bloomberg через Getty Images

Вдохновленные федеральными мандатами и стимулами, производители США продвигаются вперед в разработке новых технологий аккумуляторов для электромобилей. Святой Грааль — это аккумулятор, который безопаснее, стоит дешевле, обеспечивает больший запас хода и не использует импортированные «конфликтные» минералы.

Джудит Льюис Мернит • 20 декабря 2022 г.

Прошло шестнадцать лет с тех пор, как инженер Мартин Эберхард представил свой футуристический спортивный автомобиль, созданный по индивидуальному заказу, перед толпой инвесторов, журналистов и потенциальных покупателей в ангаре аэропорта Санта-Моники. Родстер, как его называли, содержал в себе множество инновационных разработок, но ничто в нем не имело большего значения, чем 6831 литий-ионный аккумулятор, упакованный в его задний отсек, что обеспечивало автомобилю запас хода и скорость. «Система аккумуляторов — это секрет нашего четырехсекундного ускорения от 0 до 60 миль в час, — объяснил тогда Эберхард».

Эберхард и его коллега Марк Тарпеннинг назвали свою новую компанию по производству электромобилей в честь Николы Теслы, а два года спустя, в 2008 году, Tesla стала первым коммерчески выпускаемым автомобилем с литий-ионным двигателем, вышедшим на автомобильный рынок. Литий-ионные батареи были большим шагом вперед по сравнению с никель-металлогидридными (Ni-MH) батареями, которые питали большинство гибридных и электромобилей, включая чрезвычайно популярный Prius. Более высокая плотность энергии лития означает, что литий-ионный аккумулятор может хранить на треть больше ватт-часов на килограмм, чем аккумуляторы Ni-MH, а это означает, что они служат дольше и весят меньше.

Но литиевая батарея все же имеет серьезные недостатки. Он опирается на импорт критически важных минералов – не только лития, но и кобальта, меди, графита и никеля – которые добываются путем взлома гор или путем закачки дефицитных грунтовых вод пустыни в пруды, а затем ждут, пока вода испарится и оставит минерал. Демократическая Республика Конго производит более 70 процентов мирового кобальта, часто используя детский труд в небезопасных условиях труда. Другие полезные ископаемые поступают из стран, с которыми Соединенные Штаты предпочли бы ослабить экономические связи, включая Россию, которая обеспечивает 20 процентов сокращающихся мировых запасов никеля, и Китай, который поставляет практически весь графит, используемый в аккумуляторах для электромобилей, на международном уровне.

«У нас не обязательно будет возможность добыть некоторые полезные ископаемые, если мы не отправимся в места, которые определены как неприемлемые», — говорит Бен Прохазка, исполнительный директор Коалиции электрификации, некоммерческой организации, которая работает над отказом транспорта от ископаемого топлива. Вскоре мы, возможно, вообще не сможем получать некоторые полезные ископаемые: Китай, например, пригрозил сохранить свой графит для своей огромной аккумуляторной промышленности; Аналитики рынка предсказывают, что к 2030 году мировой спрос на литий превысит предложение. «Нам нужно найти другой способ производства батарей», — говорит Прохазка.

Подпишитесь на информационный бюллетень E360, чтобы получать еженедельные обновления на ваш почтовый ящик. Зарегистрироваться.

Поскольку государственные и федеральные мандаты и стимулы подталкивают автомобильные компании отдавать приоритет автомобилям с аккумуляторным питанием в своих автопарках, а нестабильные цены на бензин побуждают все больше потребителей переходить на транспорт с нулевым уровнем выбросов, автопроизводители и компании, производящие аккумуляторы, спешат сделать именно это. Они работают над разработкой различных способов производства аккумуляторов, одновременно снижая затраты, увеличивая плотность энергии — что приводит к крайне важному увеличению дальности пробега — и отлучая отрасль от того, что правительство США называет «иностранными предприятиями, вызывающими обеспокоенность».

Батареи, которые заменяют так называемые конфликтные минералы отечественными минералами, уже вышли за рамки исследований и разработок и перешли на этап испытаний; батарея, в которой содержание кобальта снижается в пользу никеля, марганца и алюминия, уже находится в коммерческом производстве; несколько компаний работают над твердотельными батареями, в которых не используются потенциально легковоспламеняющиеся жидкости, а в США имеется множество планов по созданию гигантских заводов по производству аккумуляторов.