10 марта 2020 года в Москве (ЦВК «Экспофорум, Краснопресненская набережная, д. 14), в...


Как производители батарей стремятся улучшить литий-ионный аккумулятор

какулучш

 

Производители электромобилей и производители аккумуляторов добиваются прогресса в разработке новых литий-ионных аккумуляторов на фоне постоянных опасений по поводу поставок ключевых материалов.

Обеспокоенность по поводу кобальта, заставляет производителей батарей переходить на литий-ионные составы с низким содержанием кобальта, говорит Ханс Эрик Мелин, основатель Circular Energy Storage, консалтинговой компании, специализирующейся на переработке батарей с истекшим сроком службы.

Главным среди этих составов является литий-никель-марганцево-кобальтовый (NMC) катодный химический состав с восемью частями никеля на каждую часть кобальта. Эта смесь, известная как 811, является последней в линейке катодной химии NMC, где соотношение кобальта снижается в пользу других материалов, в частности никеля, который дешевле и более доступный.

Впервые коммерциализированный китайским производителем аккумуляторов Contemporary Amperex Technology Co. (CATL) в начале этого года, 811 быстро завоевывает позиции в двух других, немного менее кобальтовых вариантах, NMC 532 и 622.

Около 13% аккумуляторов для электромобилей, продаваемых в Китае в августе, имели батареи типа NMC 811, по сравнению с 1% в январе. Быстрый рост NMC 811 на китайском рынке во многом связан с поставками аккумуляторов CATL для популярных моделей электромобилей.

«Учитывая то, что CATL продолжает заключать новые соглашения о поставках своих батарей, мы ожидаем, что доля рынка и глобальное присутствие NMC 811 значительно увеличатся в ближайшие 18–24 месяца», – говорится в сообщении консалтинговой компании Adamas Intelligence.

Однако некоторые автопроизводители уже вышли за пределы NMC 811.

Тесла, например, использует аккумулятор из никель-кобальт-оксида алюминия, который содержит «существенно меньше кобальта, чем стандартные аккумуляторы, основанные на химии оксида никеля-марганца-кобальта».

«Tesla не только использует намного меньше кобальта на транспортное средство, чем остальная часть отрасли электромобилей, но также планирует перерабатывать и повторно использовать кобальт по окончании срока службы этих батарей», – заявили в компании.

Тесла хочет полностью ликвидировать кобальт, который в основном поступает из политически нестабильной Демократической Республики Конго и часто выкапывается в кустарных условиях.

Но избавиться от кобальта – легче сказать, чем сделать.Он важен для повышения плотности энергии литий-ионных аккумуляторов и обеспечения возможности их питания для электромобилей. Для менее энергоемких применений уже существуют другие химические соединения, такие как литий-железо-фосфат, которые не нуждаются в кобальте.

Британская компания Aceleron, поддерживаемая Shell Ventures, создала литий-железо-фосфатную батарею, которую можно обслуживать и повторно использовать так же легко, как свинцово-кислотный аккумулятор, что снижает вероятность попадания батарей на свалку и еще больше сокращает потери материалов.

«Мы разработали батареи так, чтобы их можно было разбирать в местах, где нет высокотехнологичных компонентов», – сказал Амрит Чандан, соучредитель и генеральный директор Aceleron.

В тех случаях, когда аккумуляторы на основе кобальта все еще требуются, продолжается поиск путей уменьшения количества металла, необходимого для одной батареи, даже в вариантах с низким содержанием кобальта.

Например, в июле этого года был завершен европейский кобальтовый проект под названием ECO COM’BAT, возглавляемый немецким исследовательским органом Fraunhofer ISC в сотрудничестве с другими институтами, производителями материалов, включая Arkema и Umicore, и производителями аккумуляторов, такими как Saft.

Проект был сосредоточен на батареях типа NMC 622 и смог сократить потребности в кобальте на 20%, используя специальное покрытие электродов и высоковольтный электролит. Эти улучшения теоретически могут быть применены и к батареям NMC 811, сказал Андреас Биттнер из Fraunhofer ISC.

Проект ECO COM’BAT также рассмотрел возможность восстановления материалов после использования путем переработки. Результатом стал процесс, благодаря которому материалы аккумуляторов можно быстро извлекать с помощью воды. Тогда можно «легко разделить и отсортировать их простыми физическими методами», – сказал Биттнер.

Интерес к процессам переработки аккумуляторов и быстрым ростом химической промышленности, такой как NMC 811, указывают на то, что индустрия аккумуляторов очень серьезно относится к угрозе дефицита кобальта.

 

https://econet.ru/articles/kak-proizvoditeli-batarey-stremyatsya-uluchshit-litiy-ionnyy-akkumulyator


30.10.2019