Zpět

Od chvíle, kdy se elektromobily začaly prosazovat do běžného provozu, je obava z dojezdu častým problémem spotřebitelů. Průzkum společnosti Volvo Cars v roce 2019 ukázal, že 65 % zákazníků se po koupi tohoto problému obávalo, ačkoli se to “po několika měsících” rozptýlilo.

O čtyři roky později se průměrný dojezd bateriového elektromobilu zvýšil pouze o 5 % (336 km na 352 km, podle Statista a EV Database). Společnost Capgemini se domnívá, že se tento problém bude zmenšovat tím, jak se spotřebitelé postupně budou seznamovat s novým paradigmatem vlastnictví. Mezitím Doron Myersdorf, výkonný ředitel společnosti StoreDot, která vyvíjí lithium-iontové baterie, sdělil časopisu Automotive World, že dochází ke změně myšlení. “Úzkost z dojezdu se změnila v úzkost z nabíjení: zákazníci se nestarají o to, zda má vůz dostatečný dojezd, ale spíše o to, zda bude na cestě do jejich cíle k dispozici dostatek nabíječek.”

Společnost StoreDot věří, že tento problém lze vyřešit kombinací více rychlonabíjecích míst a vlastních baterií pro extrémně rychlé nabíjení (XFC). Cílem společnosti je podle Myersdorfa dosáhnout toho, aby se dobíjení rychlostí a pohodlím vyrovnalo dobíjení vozidel s benzinovým motorem. Tím zvýší kapacitu dobíjecích stanic a zabrání dlouhým frontám a čekacím dobám. Podle výpočtů Amerického ropného institutu trvá průměrné tankování pouhé dvě minuty, což je konečný cíl.

Zvýšení odolnosti

Baterie StoreDot budou iterovány na základě jejich schopnosti ujet 100 mil na jedno nabití za určitý počet minut (“100inX”). První generace baterie XFC – “100in5” – je 300Wh/kg článek využívající křemíkovou anodu. Její výroba má být zahájena v roce 2024.

Křemík je známý pro své velké množství a vysokou kapacitu skladování energie, ačkoli jeho křehkost ho v minulosti vylučovala z použití v bateriích. “Proto nám trvalo deset let, než jsme optimalizovali řešení,” vysvětluje Myersdorf. Díky zapouzdření křemíku do uhlíku a některých patentovaných organických sloučenin je společnost StoreDot schopna řídit rozpínání/smršťování křemíku a zmírnit problémy s jeho trvanlivostí. “Naše testy ukazují, že tato konfigurace vydrží 1 500 po sobě jdoucích cyklů XFC. To zhruba znamená 450 000 mil,” říká. Podle neziskové organizace Consumer Reports, která sezabývá testováním výrobků, je to více než dvojnásobek průměrné životnosti baterie pro elektromobily.

 

Koncepční obrázek baterií XFC společnosti StoreDot na platformě vozidla

U rychlého nabíjení lithium-iontových baterií je klíčovým faktorem bezpečnost a tepelný management – pokud by se baterie při zvýšeném výkonu příliš zahřála, mohlo by dojít k přehřátí článků a jejich tepelnému vybití. Myersdorf uvádí, že rychlé nabíjení může zvýšit standardní teplotu při nabíjení devětkrát. “Rychlé nabíjení nebylo původně součástí konstrukční specifikace lithium-iontových baterií.” Uvádí totiž, že lithium-iontová technologie se od doby, kdy ji před více než 20 lety poprvé vyvinul chemik a fyzik John Goodenough, nositel Nobelovy ceny, téměř nezměnila. “Jako takovou ji posouváme dál a používáme speciální elektrolyty, přísady a pojiva, abychom rozptýlili vyšší teplotu způsobenou XFC.”

Zlepšení chemických látek

Přestože dnes v automobilovém průmyslu dominují lithium-iontové baterie – zejména nikl-mangan-kobaltové (NMC) – nejsou jedinou hrou ve městě. V reakci na problémy s náklady, dodávkami a neefektivitou standardních baterií se objevuje několik příkladů alternativních složení, která mění pravidla hry.

StoreDot 100in5 je buňka NMC, ale podle Myersdorfa se společnost neomezuje pouze na tuto chemii. “Až přejdeme na 100in3, bude příležitost prozkoumat polovodičové baterie (SSB).” SSB získávají pověst bezpečnějšího, trvanlivějšího a dlouhodobě udržitelného řešení, i když poznamenává, že stále existují nevýhody: “Plně SSB se nedá dobře použít pro XFC: iontové rozhraní mezi dvěma pevnými látkami vytváří velký odpor.” Přidání pouhých 4 % kapalných elektrolytů by mohlo tento problém překonat. Myersdorf však předpokládá, že životaschopné příklady této technologie se objeví až koncem desetiletí.

Dalším důvodem, proč se společnost StoreDot zaměřila na lithium-iontové baterie namísto SSB, je okamžitá dostupnost výrobní infrastruktury. Investice do druhé jmenované technologie postupují – například do chystaných gigafactory na 3D tisk SSB od společnosti Sakuu, ale bude trvat roky, než si vybuduje odpovídající dynamiku. “Do gigatováren se investují stovky miliard dolarů, ale většina z nich stále směřuje do lithium-iontových zařízení,” říká Myersdorf. Proto, aby se ve střednědobém horizontu pomohlo bojovat s obavami z nabíjení, je podle něj optimalizovaný přístup k lithium-iontovému palivu i nadále tím nejlepším přístupem.

Pokrok, kterého je třeba dosáhnout

Společnost Vin Energy Solutions (VinES), dceřiná společnost skupiny Vingroup zaměřená na baterie, oznámila v dubnu 2023 uzavření partnerství se společností StoreDot. Ta bude licencovat svou technologii XFC pro použití v řadě VinFast EV společnosti Vingroup, zatímco VinES přispěje zkušenostmi s výrobou a validací a přístupem ke svému globálnímu dodavatelskému řetězci. “Pracujeme na optimalizaci našich baterií XFC pro použití v jejích vozidlech,” říká Myersdorf. Výsledkem bude obecná platforma baterií, která bude fungovat ve čtyřech plně elektrických modelech VinFast – VF6, VF7, VF8 a VF9. První komerčně dostupný článek XFC by měl být integrován v roce 2025.

Přítomnost společnosti VinFast ve Vietnamu a USA – stejně jako plánovaná expanze do Kanady a vybraných zemí EU – naznačuje, na kterých trzích by se technologie StoreDot mohla objevit jako první. Myersdorf mezitím uvádí, že dohody uzavřené s čínskou firmou Eve Energy vyrábějící lithiové baterie a italským výrobcem baterií Italvolt ukazují, jak se rozšiřuje jeho výrobní zázemí. Tvrdí, že do StoreDotu dosud investovalo dalších 15 výrobců automobilů, ačkoli v tuto chvíli jsou veřejně známy pouze některé z nich, včetně společností Volvo Cars, Polestar a Daimler.

Výroba nové generace buněk “100in3” společnosti StoreDot je v současné době plánována na rok 2028, zatímco buňka “100in2” (kterou Myersdorf nazývá “svatým grálem”) by mohla být hotová v roce 2033. I přes pokrok ve vývoji baterií pro elektromobily však znovu zdůrazňuje, že chemie baterií je pouze polovinou řešení. Například v roce 2022 se v USA prodalo 750 000 elektromobilů, ale evidence ministerstva energetiky v době psaní tohoto článku uvádí sotva více než 7 000 rychlonabíječek stejnosměrného proudu po celé zemi, především na východním a západním pobřeží. “Musíme pracovat souběžně s růstem veřejné nabíjecí infrastruktury a bude to smíšený model, protože lidé budou nabíjet i doma.” Pro vyrovnání deficitu tak bude zásadní pokračování vládou podporovaných investic, jako je například návrh zákona o infrastruktuře v hodnotě 7,5 miliardy USD, který v listopadu 2021 předložila Bidenova administrativa. Možnost transatlantické spolupráce v této oblasti podnítil také průmyslový plán EU Green Deal v hodnotě 250 miliard USD.

Ještě je třeba udělat velký pokrok. Nicméně přístup společnosti StoreDot ukazuje, že zohlednění širšího problému může přinést slibné výsledky. Myersdorf zůstává optimistou a věří, že sen o stejně pohodlném nabíjení elektromobilů jako tankování benzinu, nemusí být daleko.

 

Zdroj: automotiveworld.com