Які технології батарей використовуються в сучасних електромобілях?

Сучасні електромобілі використовують кілька типів акумуляторних батарей, кожен із яких має свої особливості, переваги та сфери застосування. Найбільш популярні літій-іонні батареї (Li-ion), які домінують на ринку завдяки високій енергоємності, ефективності та тривалому терміну служби

1. Літій-іонні (Li-ion) батареї – це найпоширеніший тип батарей в електромобілях. Вони забезпечують високу щільність енергії, що дозволяє електромобілям мати значний запас ходу (від 200 до 800 км на одному заряді). Літій-іонні батареї мають низький рівень саморозряду, що підвищує їхню ефективність. Основні варіанти включають:

• Літій-нікель-марганець-кобальт-оксид (NMC) — поєднує високу енергоємність і тривалий термін служби, ідеально підходить для легкових електромобілів;
• Літій-залізо-фосфат (LFP) — відомий високою термічною стабільністю, безпекою та довговічністю, популярний у бюджетних моделях і комерційних транспортних засобах;
• Літій-нікель-кобальт-алюміній-оксид (NCA) — забезпечує високу енергоємність, що робить його ідеальним для преміум-сегмента (наприклад, Tesla)

2. Твердотільні батареї (Solid-State) – це нове покоління акумуляторів, яке замість рідкого електроліту використовує твердий матеріал. Вони обіцяють значно вищу енергоємність, безпечність і менший ризик займання. Крім того, твердотільні батареї мають потенціал збільшити запас ходу до 1000 км і скоротити час зарядки до кількох хвилин. Хоча ця технологія ще перебуває в стадії розробки, кілька виробників, зокрема Toyota та BMW, планують її комерційне впровадження в найближчі роки;

3. Літій-титанат-оксидні (LTO) батареї – ці батареї характеризуються дуже швидкою зарядкою і надзвичайною довговічністю (понад 10 000 циклів заряду/розряду). Проте вони мають меншу щільність енергії, тому частіше використовуються у спеціалізованому транспорті, такому як автобуси або комерційні автомобілі;

4. Натрій-іонні батареї (Na-ion) – ця технологія є перспективною альтернативою літій-іонним батареям через низьку вартість і доступність сировини (натрій). Натрій-іонні батареї мають нижчу енергоємність, але демонструють відмінні результати в умовах низьких температур і підходять для менш енергоємних застосувань, наприклад у міських електрокарах;

5. Водневі паливні елементи (FCEV). Хоча це не акумуляторна технологія, водневі паливні елементи також використовуються в електромобілях. Вони генерують електроенергію шляхом реакції водню з киснем, забезпечуючи великий запас ходу та швидку заправку (3–5 хвилин). Приклади — Toyota Mirai та Hyundai Nexo;

6. Ультраконденсатори (Supercapacitors) – ця технологія використовується переважно для підтримки миттєвої передачі енергії в процесі прискорення або рекуперації. Вони мають надзвичайно високу потужність і довгий термін служби, але низьку енергоємність, тому застосовуються разом із іншими типами батарей

Тенденції розвитку

Завдяки постійним інноваціям і вдосконаленню матеріалів, такі компанії, як Tesla, CATL і LG Energy Solution, уже розробляють батареї з терміном служби понад 1 мільйон кілометрів, що знижує потребу в заміні та підвищує надійність електромобілів

Очікується, що майбутні розробки зосередяться на збільшенні щільності енергії, зменшенні маси та підвищенні безпеки

Наразі сучасні електромобілі використовують різноманітні батарейні технології, які задовольняють різні потреби ринку — від компактних міських моделей до преміум-авто з великим запасом ходу