Zasięg 1600 km w elektryku coraz bardziej realny. Technologia już istnieje

Chiński CATL wskazuje kierunek, który może całkowicie zmienić przyszłość aut elektrycznych. Baterie litowo‑powietrzne, wykorzystujące tlen z otoczenia zamiast ciężkich materiałów katodowych, mają oferować gęstość energii porównywalną z benzyną. W praktyce oznaczałoby to choćby 1600 km zasięgu na jednym ładowaniu.

Akumulatory do samochodów elektrycznych przeszły już długą drogę, ale wciąż mają swoje ograniczenia. choćby te najnowocześniejsze i najbardziej wydajne okazują się ciężkie i ze zbyt małą gęstością energetyczną.

Ale CATL – największy producent akumulatorów na świecie – zapowiada zupełnie nową technologię. Jej sekretem ma być sposób działania samego ogniwa. Klasyczne baterie litowo-jonowe wykorzystują katodę z metali takich jak nikiel, kobalt czy mangan.

Akumulatory litowo-jonowe wykorzystują katodę m.in. z manganu czy kobaltu. fot. Renault

W opracowywanej w tej chwili baterii litowo-powietrznej wprowadzono zupełnie inne podejście. Ogniwo wykorzystuje anodę wykonaną z metalicznego litu, natomiast tlen potrzebny do reakcji chemicznych pobierany jest bezpośrednio z otaczającego powietrza i stanowi jeden z kluczowych składników procesu zachodzącego w katodzie.

Dzięki temu można ograniczyć liczbę oraz masę elementów, które w konwencjonalnych akumulatorach są niezbędne do działania.

https://magazynauto.pl/wiadomosci/najtrwalsze-baterie-w-elektrykach-marki-badanie-soh,aid,6088

Imponująca gęstość

Dzisiejsze baterie litowo-jonowe osiągają gęstość na poziomie około 250-270 Wh/kg. Przyszłe akumulatory półprzewodnikowe mają dojść do około 500 Wh/kg, czyli podwoić obecny poziom w najbardziej ambitnym scenariuszu.

Materiał aktywny w konstrukcji litowo-powietrznej ma teoretyczną gęstość wynoszącą 12 000 Wh/kg. To wartość porównywana z benzyną, której gęstość energetyczną szacuje się na około 13 000 Wh/kg.

W praktyce nie oznacza to prostego przeniesienia parametrów paliwa do auta elektrycznego, ale pokazuje, dlaczego CATL widzi w tej technologii cel wykraczający poza obecny wyścig o większe pakiety akumulatorów.

Prototypy laboratoryjne przekroczyły już 1200 Wh/kg. To poziom około czterokrotnie wyższy od baterii stosowanych w tej chwili w najlepszych samochodach elektrycznych. Przy takiej gęstości energii śmiało można mówić o zasięgu 1600 km na pełnym ładowaniu.

https://magazynauto.pl/porady/elektryk-na-rezerwie-co-sie-dzieje-kiedy-zasieg-spada-do-0-km,aid,5884

Wrażliwość na wilgoć i CO₂

Długi zasięg nie rozwiązuje automatycznie wszystkich problemów samochodu elektrycznego. Bateria musi jeszcze wytrzymać realne użytkowanie, ładowanie, zmiany temperatury i kontakt z czynnikami, które w laboratorium można łatwiej kontrolować.

Największą słabością ogniw litowo-powietrznych jest wrażliwość na wilgoć i dwutlenek węgla obecne w powietrzu. Te czynniki przyspieszają degradację ogniwa, skracając jego żywotność. W efekcie to trwałość, a nie sama koncepcja, blokuje dziś jej zastosowanie w samochodach seryjnych.

Nowy typ baterii może całkowicie odmienić postrzeganie samochodu na prąd. fot. Volkswagen

Jednym z ważnych kroków były prace naukowców z Illinois Institute of Technology i Argonne National Laboratory nad litowo-powietrznym ogniwem ze stałym elektrolitem, zdolnym do pracy w temperaturze pokojowej (pierwsze publikacje – w 2023 r.). Zastosowanie stałego elektrolitu pozwoliło ograniczyć wycieki i lepiej kontrolować zachodzące wewnątrz ogniwa reakcje chemiczne.

W trakcie testów bateria zachowała sprawność przez ponad 1000 cykli ładowania, co przybliża tę technologię do realnych zastosowań.

https://magazynauto.pl/wiadomosci/nio-rezygnuje-z-baterii-polprzewodnikowej-zapewniajacej-1000-km-zasiegu-powod-jest-prozaiczny,aid,5722

Najpierw baterie sodowo-jonowe

Strategia CATL-a nie opiera się wyłącznie na jednej innowacji. W krótkim czasie ten gigant postawi na baterie sodowo-jonowe, które mają trafić do tańszych samochodów i są już instalowane w modelach takich marek jak m.in. Changan.

W średniej perspektywie celem pozostają baterie półprzewodnikowe. CATL przewiduje ich małoseryjną produkcję na 2027 rok. To technologia bliższa wdrożenia niż litowo-powietrzna, choć przez cały czas trudna i kosztowna.

Ostatni typ ogniw jest natomiast projektem długoterminowym. Chińczycy widzą możliwość ich zastosowania po 2030 roku, ale początkowo niekoniecznie w osobowych samochodach elektrycznych.

Pierwsze wdrożenia mają dotyczyć transportu ciężkiego oraz magazynowania energii dla sieci opartych na źródłach słonecznych i wiatrowych.

Laboratoryjna obietnica

Jeśli baterie litowo-powietrzne rzeczywiście wejdą do produkcji, dzisiejszy spór o zasięg samochodów elektrycznych może zostać pogrzebany raz na zawsze. Na razie 1600 km to obietnica z laboratoriów, ale kierunek jest jasny. Wyścig o zasięg może zakończyć się szybciej, niż się powszechnie uważa.