Fabryki baterii kluczem do tańszych aut elektrycznych

Wyścig na rynku samochodów elektrycznych coraz mniej dotyczy samych aut, a bardziej tego, jak powstają baterie. To właśnie wydajność fabryk akumulatorów zaczyna decydować o tym, kto będzie w stanie oferować tańsze samochody elektryczne bez pogorszenia zasięgu czy osiągów.

Ceny samochodów elektrycznych są wysokie, a część zachodnich producentów ogranicza plany produkcyjne na najbliższe lata. Nie brak głosów, że główną winę za ten stan rzeczy ponoszą baterie.

Winna bateria?

Według organizacji IEEE, bateria odpowiada za około 40 procent całkowitego kosztu samochodu elektrycznego. Z tego mniej więcej 70 procent przypada na surowce, a pozostałe 30 procent na sam proces produkcji. I to jest właśnie istotny problem dla producentów aut elektrycznych. Prace nad LFP czy NMC trwają równolegle z próbami usprawnienia produkcji elektrod. Sęk w tym, że sposób ich wytwarzania od lat wygląda bardzo podobnie.

Nowe technologie produkcji baterii mogą obniżyć ceny aut elektrycznych. Kluczowe stają się fabryki, a nie same samochody.

Obecnie w branży dominuje proces, który polega na mieszaniu proszków z toksycznymi rozpuszczalnikami, nanoszeniu ich na metalową folię i długim suszeniu w ogromnych piecach. W dużych fabrykach piece te zużywają ogromne ilości energii, porównywalne z zapotrzebowaniem dziesiątek tysięcy domów.

Wysokie koszty energii, skala inwestycji i wpływ na środowisko sprawiają, iż ten model produkcji staje się coraz trudniejszy do utrzymania, zwłaszcza w obliczu presji producentów z Chin.

Suche elektrody jako alternatywa

W odpowiedzi na te problemy coraz większe znaczenie zyskuje produkcja suchych elektrod, bez użycia rozpuszczalników. Teoretycznie pozwala to znacząco obniżyć zużycie energii, zmniejszyć powierzchnię fabryk i ograniczyć koszty.

W praktyce jednak technologia ta przez lata napotykała trudności. Bez cieczy trudniej równomiernie rozprowadzić proszki, zapewnić ich przyczepność do folii oraz uniknąć uszkodzeń materiałów w trakcie produkcji.

Mechaniczne usuwanie rozpuszczalników

Brytyjska firma Anaphite opracowała metodę, która łączy zalety obu rozwiązań. Materiały elektrodowe są najpierw równomiernie rozprowadzane przy użyciu mało toksycznych rozpuszczalników, a następnie mechanicznie usuwane jeszcze przed etapem powlekania.

Efektem jest suchy proszek, który podczas prasowania zamienia się w gładką i elastyczną warstwę elektrody. Według firmy pozwala to ograniczyć zużycie energii w procesie powlekania nawet o 85 procent oraz obniżyć całkowity koszt produkcji ogniw o około 40 procent, przy jednoczesnym zmniejszeniu powierzchni fabryki.

Drukowanie suchych elektrod

Inne podejście prezentuje amerykańska firma Sakuù. Jej platforma Kavian omija etap tworzenia zawiesiny i bezpośrednio nanosi suche proszki na folię przy użyciu ciepła i nacisku. Proces porównywany jest do drukowania, a sama linia produkcyjna ma modułową i kompaktową budowę.

Według danych z programów pilotażowych rozwiązanie to pozwala ograniczyć emisję CO₂, zmniejszyć wielkość fabryki oraz obniżyć koszty mediów. Modułowa konstrukcja umożliwia też skalowanie produkcji poprzez dokładanie kolejnych urządzeń zamiast budowy ogromnych zakładów.

Produkcja kluczem do tańszych elektryków

Jeśli suche technologie produkcji elektrod sprawdzą się na dużą skalę, mogą znacząco wpłynąć na ceny samochodów elektrycznych. Połączenie tańszych baterii z zaletami napędu elektrycznego może sprawić, że decyzja o zakupie EV będzie coraz częściej wynikać z ekonomii, a nie mody na nowe technologie.