Исследователям Стэнфордского университета удалось установить, что литийметаллические аккумуляторы способны увеличивать свой срок службы, если их время от времени полностью разряжать и оставлять в таком состоянии. Одновременно после такой манипуляции повышается фактическая ёмкость аккумулятора, как показало исследование.

Источник изображения: Samsung SDI

По информации Electrek, такими выводами в своей статье в журнале Nature делится студент Стэнфордского университета Вэньбо Чжан (Wenbo Zhang), который занимается материаловедением и инженерными дисциплинами. Авторами исследования был найден простейший и доступнейший способ улучшения эксплуатационного ресурса литийметаллических аккумуляторов. Оставляя их в разряженном состоянии на какое-то время, можно добиться не только восстановления утраченной ёмкости, но и эксплуатационного ресурса батареи. Реализовать этот эффект можно исключительно за счёт программного обеспечения, управляющего процессом заряда аккумуляторов, а потому экономический эффект от внедрения этого новшества будет весьма высоким.

Как правило, литийметаллические аккумуляторы способны на 30 % превосходить литийионные по удельной ёмкости в пересчёте на массу, но при этом они уступают им в эксплуатационном ресурсе, поэтому применять их на том же электротранспорте достаточно проблематично. Американские исследователи выяснили, что нивелировать этот недостаток частично можно за счёт изменения алгоритма зарядки. Правда, пользователь при этом должен понимать, что эксплуатируемое им устройство или транспортное средство в какой-то момент захочет «отдохнуть» с разряженной батареей, чтобы частично восстановить её ресурс. Программное обеспечение должно выбирать удобный для человека период для проведения подобных технических мероприятий. Впрочем, ПО можно настроить таким образом, чтобы ячейки в составе батареи «тренировались» поочерёдно, без ущерба для общей доступной пользователю ёмкости.

В процессе эксплуатации аккумуляторов литийметаллического типа формируются отдельные частички лития, которые не возвращаются обратно в электролит при регулярных циклах зарядки и разрядки, тем самым сокращая ресурс анода. Учёным в ходе эксперимента удалось частично вернуть эти крохотные кусочки лития в состав анода, оставив аккумулятор в разряженном состоянии всего на один час. Этим способом можно восстанавливать не только рабочую ёмкость литийметаллических аккумуляторов, но и увеличивать срок их службы. Поскольку типовая тяговая батарея электромобиля содержит до 4000 аккумуляторных ячеек, программным способом их можно реабилитировать поочерёдно, не создавая особых неудобств при эксплуатации.

Прошлогодний рост цен на материалы для изготовления литийионных аккумуляторов сменился затяжным падением в этом году. По крайней мере, цены на соединения лития, применяемые при изготовлении тяговых батарей электромобилей и аккумуляторов мобильных устройств, с начала текущего года снизились на 75 %, и даже не думают останавливаться.

Источник изображения: Kumpan Electric, Unspash

Крупнейшим переработчиком лития остаётся Китай, хотя эта страна зависит и от импортируемого сырья, а не только полагается на собственное. Цены на карбонат лития, который используется для получения этого металла после переработки, в Китае только за четверг снизились на 2,3 %, а всего они с начала месяца опустились на 20 %. Рост цен был в последний раз зарегистрирован 25 октября, когда одна из добывающих сырьё в Австралии компаний сообщила о двукратном сокращении объёмов поставок.

По прогнозам Benchmark Mineral Intelligence, мировой рынок лития не вернётся к состоянию дефицита до 2028 года. В следующем году объёмы добычи соединений лития вырастут дополнительно, лишь усилив тенденцию к снижению цен. Тем более, что спрос на электромобили в отдельных регионах не растёт теми темпами, на которые рассчитывали участники рынка. Второй по величине в мире поставщик лития SQM на прошлой неделе предупредил инвесторов о возможности снижения цен на продукцию в оставшееся до конца года время. Крупнейший поставщик лития Albemarle в этом месяце предупредил о снижении активности добывающих компаний в связи с приближением цен на сырьё к границе рентабельности.

Себестоимость литийионных аккумуляторных батарей, по данным Benchmark Mineral Intelligence, снизилась в августе на 10 % до $98,2 за кВт‧ч, что формально позволяет производителям электромобилей предлагать машины, сопоставимые по цене с аналогами на основе ДВС. Подобное снижение цен на батареи наблюдается впервые за два года.

Источник изображения: BYD

Как известно, в стоимости электромобиля до 40 % может занимать тяговая батарея, поэтому динамика цен на сырьё для изготовления аккумуляторов существенно влияет на доступность электромобилей в целом. По словам аналитиков Benchmark Mineral Intelligence, при стоимости хранения 1 кВт‧ч электроэнергии не более $100 у автопроизводителей появляется возможность не только предлагать машины на электротяге за сопоставимые деньги с автомобилями на ДВС, но и получать при этом сопоставимую прибыль, что важно для развития бизнеса и отрасли в целом. Конечно, такое утверждение справедливо лишь для машин определённых ценовых диапазонов, поскольку для электромобилей начального уровня оно обретёт актуальность гораздо позже.

Десять лет назад средняя стоимость хранения 1 кВт‧ч электроэнергии в тяговых батареях электромобилей достигала $668. К марту 2022 года она достигла $146,4, а к августу текущего года опустилась от этого уровня ещё на треть. По мнению аналитиков TrendForce, постепенно снижение цен на этом рынке будет наблюдаться как минимум до конца текущего года.

В этом году снижению цен на тяговые аккумуляторы во многом способствовала динамика цен на сырьё. С начала года стоимость лития опустилась более чем на 50 %, никель и кобальт тоже значительно упали в цене. С другой стороны, спрос на электромобили растёт не так активно, как рассчитывали производители. В США, например, производители по состоянию на июнь располагали складскими запасами готовых электромобилей на 100 дней, что более чем в три раза превышает прошлогодний показатель.

В августе геологам удалось обнаружить на границе штатов Орегон и Невада крупное месторождение соединений лития — до 40 млн т, по предварительным оценкам, что делает его крупнейшим из разведанных в мире. Только запасов лития в одном этом месторождении хватит, чтобы снабжать промышленность литиевыми аккумуляторами на протяжении нескольких десятилетий. Илон Маск (Elon Musk) не раз отмечал, что литий достаточно распространён на нашей планете, и проблемой электромобильной отрасли является не дефицит запасов сырья как таковых, а нехватка мощностей по его переработке. По мере расширения этого направления деятельности должны становиться доступнее и литиевые батареи в целом, что уже и наблюдается экспертами.

В последние пару лет чаще приходится слышать о стремлении немецких производителей перенести предприятия в США, но существует и обратная тенденция, пусть и не столь явно выраженная. Во всяком случае, американский стартап Group14 Technologies собирается перевооружить простаивающее предприятие в Германии под выпуск сырья для перспективных литий-кремниевых тяговых аккумуляторов.

Источник изображения: Group14 Technologies

Об этом сообщает издание Financial Times и напоминает о поддержке указанного стартапа немецкой маркой Porsche, надеющейся за счёт нового химического состава тяговых батарей увеличить плотность хранения заряда и поднять скорость его пополнения. Американский стартап не скрывает, что немецкий проект реализуется при поддержке местных автопроизводителей, заинтересованных в доступе к сырью «некитайского происхождения». В сфере поставок графита, который используется при изготовлении анодов литиевых аккумуляторов, Китай занимает доминирующее положение. Европейские автопроизводители пытаются подстраховать себя за счёт иных источников сырья, и в этом отношении переход на кремний в качестве одного из материалов изготовления анода является неплохой альтернативой.

Предприятие Group14 в Германии будет запущено на базе уже имеющегося завода по производству силана, который в настоящий момент простаивает. Запуск производства необходимого сырья должен состояться в максимально сжатые сроки, поскольку поставщики заинтересованы в снижении зависимости от Китая и переходе на тяговые аккумуляторы с более прогрессивным химическим составом. Помимо Porsche в качестве стратегического инвестора, стартап Group14 у себя на родине в США получает поддержку и от государства. Молодой компании удалось получить грант на развитие в сумме $100 млн.

Графит не только вынуждает производителей аккумуляторов зависеть от китайских поставок, но и оставляет серьёзный углеродный след при своей переработке, уступая в этом отношении только никелю. Переход на кремний для изготовления анодов позволяет уменьшить ущерб окружающей среде при производстве тяговых аккумуляторов. Правда, у этого материала есть и серьёзный эксплуатационный недостаток: при зарядке и разрядке аккумулятора он заметно расширяется и сжимается, сокращая эксплуатационный ресурс батареи. Аноды с содержанием кремния оказываются и дороже выпускаемых с использованием графита, поэтому на скорое распространение соответствующий батарей рассчитывать не приходится.

В интервью «Интерфаксу» вице-премьер, министр промышленности и торговли РФ Денис Мантуров сказал, что ожидает полного импортозамещения по литию в России к 2025 году. Эксперты считают более вероятным, что заместить импортное литиевое сырьё получится ближе к 2030 году, хотя в условиях санкций процессы действительно могут ускориться. В любом случае через несколько лет Россия будет иметь полный цикл избыточного производства лития от добычи до очистки.

Пример продукции «РЭНЕРА». Источник изображения: «Росатом»

С прошлого года перерабатывающие предприятия в России получают лишь около 30 % от необходимого объёма литиевого сырья. Основными поставщиками литиевого сырья (карбоната лития) были Чили (50 %), Аргентина (35 %) и Китай (12 %). Первые две страны отменили поставки из-за введённых в 2022 году санкций против России. Китай продолжает поставки, но сам испытывает дефицит этого сырья и, как минимум, не может увеличить объёмы отгрузки. Кроме Китая литиевое сырьё в Россию поставляет Боливия и сегодня, по-видимому, это основной поставщик этого материала.

Литий нужен для производства аккумуляторов для электромобилей и для выпуска электроники. Но в основном он расходуется на батареи для электромобилей, парк которых растёт не по дням, а по часам. На данный момент в России необходимые месторождения не разрабатываются, и это упущение власти надеются ликвидировать со всей возможной скоростью.

По словам Мантурова, в текущем году может начаться опытно-промышленная отработка техногенных отвалов Завитинского литиевого месторождения в Забайкальском крае. Другие проекты ожидают своей реализации на Талангуйской перспективной площади в Забайкалье и на Ярактинском нефтегазоконденсатном месторождении. Нынешнее заявление о полном импортозамещении литиевого сырья российским к 2025 году отличается от предыдущих высказываний представителей властей.

Так, в апреле директор департамента металлургии Минпромторга Владислав Васильев говорил журналистам, что закрыть потребности России в литии за счёт организации его производства внутри страны планируется к 2030 г. Как пояснили «Ведомости», он уточнял, что к 2026 г. планируется запустить первый проект по производству литиевого сырья, но к этому времени «еще импортонезависимости не будет» — она будет достигнута через три года после этого.

Стратегия развития металлургической промышленности РФ до 2030 года предполагает, что потребности России в литии должны быть обеспечены за счет добычи в 2023–2030 годах на Колмозерском («Полярный литий» — СП «Норникеля» и «Росатома»), Полмостундровском (разработчики — «ТД Халмек» и Химико-металлургический завод), Ковыктинском («Газпром»), Ярактинском (Иркутская нефтяная компания) и Завитинском месторождениях.

Месторождение Колмозерское в Мурманской области может считаться крупнейшим в России по запасам лития — до 75 млн т. Осваивать его будет «Полярный литий», который заплатил за это 1,7 млрд руб. Объект ежегодно будет выдавать 45 тыс. т карбоната и гидроксида лития, но выход на проектную мощность ожидается не ранее 2030 года. На Полмостундровском месторождении тоже в Мурманской области опытно-промышленная эксплуатация начнётся в этом году с добычи 1000 т карбоната лития в год. К 2026 году объёмы будут увеличены до 20 тыс. т в год. Всего потребности России в литии к 2030 году оцениваются в 85 тыс. т в год.

Переработкой литиевого сырья в чистый металл занимаются такие предприятия, как Химико-металлургический завод в Красноярске, Новосибирский завод химических концентратов (входит в «Росатом») и «Халмек» в Тульской области. Продукция в основном производилась на экспорт. Для потребления лития внутри России в Калининградской области структура «Росатома» «Рэнера» (входит в АО ТВЭЛ) собирается строить завод для производства литиевых аккумуляторных ячеек по южнокорейским технологиям. Завод будет потреблять около 3000–4000 т сырья в год в пересчёте на карбонат лития. До санкций Россия ежегодно завозила до 7500 т карбоната лития. Возможно, к 2025 году потребности калининградского завода действительно закроют отечественным сырьём.

С учётом планов реализации электромобилей потребность России в литии к 2030 году может достичь 30–50 тыс. т в год. Ещё 10 % спроса добавит производство электроники. Во всём мире спрос на литий будет просто огромный, что оставит пространство для продажи излишков за рубеж — в основном в Китай и страны Юго-Восточной Азии.

В Министерстве энергетики США подсчитали, что не менее 70 % литиевых месторождений в стране представлены в виде растворов солей лития. Добывать «аккумуляторный» металл из рассолов можно прямой добычей, что будет чисто и эффективно. Этой технологией начали интересоваться нефте- и газодобывающие компании в США, которые в процессе добычи ископаемого топлива часто сталкиваются с рассолами.

Персонал компании Standard Lithium готовится к извлечению рассолов с солями лития. Источник изображения: Pitts Media

Сегодня 92 % металлического лития из ежегодно добываемого во всём мире поступает из Австралии, Чили и Китая (добыча 2022 года — 130 тыс. т). В основном литий добывается из отвалов руды, но в Чили, например, он получается в процессе выпаривания рассолов в открытых бассейнах. Каждый из этих видов первичной переработки сырья наносит ощутимый вред экологии и в США не желают иметь с ним ничего общего.

Прямой метод добычи солей лития из рассолов подразумевает ту или иную фильтрацию содержащих соли лития жидкостей с извлечением до 90 % солей в противовес примерно 50 % при извлечении методом выпаривания в открытых бассейнах. А отфильтрованную таким образом воду можно закачать обратно в землю. Главный минус прямой добычи лития из рассолов — каждый раз его состав уникален и кроме ионов лития содержит соли множества других металлов. Поэтому универсального способа фильтровки нет, и пока не ожидается.

Нефтяники постоянно имеют дело с рассолами, в которых часто обнаруживается литий. Они вполне могут заняться его попутной добычей, а также его извлечением из исчерпавших себя нефтяных и газовых скважин. Ряд компаний уже занялись отработкой технологий по добыче в США лития из рассолов.

Так, в Арканзасе, который в настоящее время является незначительным производителем нефти и газа, компания Standard Lithium запускает демонстрационную установку по извлечению лития из рассола нефтяных месторождений. В Канаде компания E3 Lithium начала работать с местной нефтегазовой компанией над производством металла из истощённого нефтедобывающего месторождения. А в нефтеносном бассейне в Западном Техасе и Нью-Мексико буровая компания Devon Energy совместно с другими компаниями тестирует методы получения лития из загрязнённой воды, которую она качает вместе с нефтью и газом после разрыва пластов

В Канаде компания E3 Lithium намерена добывать металл в районе на одном из истощённых нефтяных месторождений (Leduc), где, по её оценкам, содержится около 16 млн т лития, что примерно в пять раз больше, чем в обычных месторождениях лития в Канаде. Компания получила канадские федеральные гранты на общую сумму более 30 млн канадских долларов (около $22 млн). В проекты E3 Lithium также инвестировала Exxon через подконтрольную компанию Imperial Oil, надеясь получить сырьё и технологии.

E3 Lithium планирует начать работу на экспериментальном заводе по добыче в третьем квартале 2023 года и надеется первоначально производить 20 000 т гидроксида лития в год. Она будет поднимать рассол с глубины 2,4 км как из существующих, так и из новых скважин. Затем жидкость будет направляться по трубопроводам на предприятие, где сорбирующий материал будет улавливать литий и отбрасывать примеси, создавая концентрированную жидкость, которая затем будет перерабатываться в материал для батарей.

Значительную концентрацию лития надеются найти в районе города Смаковер в южном Арканзасе. Компания Exxon Mobil в этом году приобрела права на бурение в этом регионе, который она намерена разрабатывать с целью извлечения лития. По некоторым оценкам, концентрация металла там может превышать 500 мг/л, по сравнению с примерно 75 мг/л на месторождении Leduc.

С 2020 года компания Standard Lithium совместно с немецким химическим производителем Lanxess эксплуатирует завод промышленного масштаба в районе Смаковера. Рассол, который Lanxess перерабатывает для получения брома, поступает на завод со скоростью около 11 тыс. л/мин. Используя тот же рассол, Standard Lithium рассчитывает производить на этом заводе чуть менее 6 000 т солей лития в год и планирует достичь производства 50 000 т по всем проектам компании в Арканзасе.

Растущая потребность в литии, обеспокоенность зависимостью от поставок из Китая, а также федеральные и частные инвестиции в передовые методы извлечения этого металла дают надежду, что это направление получит толчок в развитии и выйдет на интересные результаты.

Исследовательская группа Университета Тохоку разработала прототип металло-кальциевой (Ca) аккумуляторной батареи, способной выдержать 500 циклов заряда-разряда — это является эталонным показателем для практического использования. О прорыве было сообщено в журнале Advanced Science 19 мая 2023 года.

Источник изображения: pixabay

В связи с ростом использования электромобилей и крупномасштабных систем хранения энергии необходимость изучения альтернатив литийионным батареям как никогда высока. Одной из таких замен являются металлические батареи на основе кальция. Являясь пятым по распространённости элементом в земной коре, кальций широко доступен и недорог, а также имеет более высокий потенциал плотности энергии, чем литий. Также считается, что его свойства помогают ускорить перенос ионов и диффузию в электролитах и катодных материалах, что даёт ему преимущество перед другими альтернативами литийионным батареям, такими как магний и цинк.

Однако на пути коммерческой эксплуатации металло-кальциевых батарей остаётся много препятствий. Отсутствие эффективного электролита и катодных материалов с удовлетворительными условиями хранения элемента оказались основными камнями преткновения. Ещё в 2021 году члены нынешней исследовательской группы нашли решение первой проблемы, создав новый бесфторный электролит на основе кластера водорода (монокарборана). Электролит продемонстрировал заметно улучшенные электрохимические характеристики, такие как высокая проводимость и высокая электрохимическая стабильность.

Источник изображения: Kazuaki Kisu

«В рамках нашего текущего исследования мы протестировали длительную работу металлической батареи на основе кальция с катодом из наночастиц сульфида меди (CuS) и углеродного композита с электролитом на основе гидрида» — рассказал Казуаки Кису (Kazuaki Kisu), доцент Института исследования материалов (IMR) Университета Тохоку. Являясь природным минералом, CuS обладает благоприятными электрохимическими свойствами. Его слоистая структура позволяет ему хранить различные катионы, включая литий, натрий и магний. Его теоретическая ёмкость составляет 560 мА·ч на грамм — это в два-три раза больше, чем у существующих катодных материалов для литийионных батарей.

Благодаря наночастицам и композиту с углеродными материалами Кису и его коллегам удалось создать катод, способный накапливать большое количество ионов кальция. При использовании электролита гидридного типа они создали батарею с очень стабильными показателями циклической работы. Прототип батареи сохранит 92 % ёмкости после 500 циклов.

Группа уверена, что их открытие поможет продвинуть исследования в области катодных материалов для батарей на основе кальция.

Илон Маск (Elon Musk) не раз заявлял, что возглавляемая им компания Tesla собирается к 2030 году выйти на выпуск 20 млн электромобилей в год, поэтому будет вынуждена быстро наращивать выпуск тяговых аккумуляторов и увеличивать добычу сырья для них, причём не только через партнёров. О желании этого автопроизводителя активнее заниматься обработкой сырья говорит и заявка, поданная в штате Невада с целью создания там профильной лаборатории по работе с литием.

Источник изображения: Google Maps, Electrek

В данном штате у Tesla есть предприятие по выпуску тяговых батарей, которое функционирует совместно с Panasonic, но новая лаборатория разместится в городке Спаркс на некотором удалении. В документации новое здание упоминается как «Литиевая лаборатория Tesla», а о назначении объекта можно лишь догадываться по словам «производство» и «исследования и разработки», которые расположились по соседству. Уже существующие в городе Спаркс здание компания собирается переоборудовать под собственные нужды, серьёзно изменив инженерную инфраструктуру и минимально затронув его архитектурный облик.

В штате Техас компания строит предприятие по очистке лития. Как не раз отмечал Илон Маск, в мире нет дефицита лития, но его перерабатывают в недостаточных для автомобильной отрасли количествах. Профильный бизнес по своей прибыльности Маск сравнивает с чеканкой монет, призывая всех предпринимателей заниматься очисткой и переработкой лития и его соединений. С 2020 года Tesla вынашивает планы самостоятельной добычи лития в штате Невада, так что профильная лаборатория вполне может ей пригодиться для исследовательских целей.

Стоимость тяговых батарей продолжает существенно влиять на цену электромобилей, поскольку она может достигать половины соответствующей суммы, поэтому автопроизводителям важно иметь надёжный канал поставок аккумуляторов по разумной стоимости. CATL с третьего квартала начнёт завлекать китайских производителей электромобилей сниженными ценами на батареи в обмен на долгосрочную лояльность.

Источник изображения: NIO

Как можно понять из публикации CnEVPost, крупнейший производитель тяговых аккумуляторов в мире просто стремится сформировать стабильный пул заказов от своих соотечественников, заключая с ними долгосрочные контракты. В них обычно фиксируется цена со стороны поставщика, а покупатель обязуется приобретать продукцию в определённых объёмах.

По словам китайских СМИ, компания CATL берёт на себя обязательство в ближайшие три года определять стоимость своих литиевых аккумуляторов, исходя из цены карбоната лития в $29 129 за тонну, тогда как сейчас фактическая цена сырья достигает $68 453. В обмен ряд китайских автопроизводителей типа NIO, Li Auto, Huawei (Seres) и ZEEKR должны будут до 80 % своей потребности в тяговых аккумуляторах покрывать именно за счёт CATL. Заметим, что Tesla хоть и получает аккумуляторы от CATL для своего шанхайского предприятия, в перечень «льготников» не попала, как и конкурирующая марка XPeng. Последняя не так давно переключилась на продукцию CALB и Svolt Energy, хотя ещё недавно основным поставщиком батарей для неё была именно CATL.

По мнению источников, действия CATL направлены на сохранение своих рыночных позиций, поскольку когда в прошлом году цены на сырьё для производства литиевых аккумуляторов резко выросли, она почти пропорционально отобразила это в стоимости собственной продукции, которая порой выросла на 40 %. Прочие поставщики батарей, даже более мелкие, старались хотя бы часть затрат перенести на свой бюджет, и некоторые клиенты в результате начали отворачиваться от CATL, как та же XPeng, которая в 2021 году была третьим по величине клиентом этого поставщика батарей после Tesla и NIO. Теперь руководство CATL сделало свои выводы и корректирует долгосрочную ценовую политику соответствующим образом. Впрочем, эта инициатива затронет и поставщиков самой CATL — она попросила их снизить цены на 10 %.

В ЕС во второй раз отложили признание лития токсичным веществом, перенеся обсуждение проблемы на следующий год. Власти Европейского союза разрываются между важностью охраны окружающей среды и требованиями ведения бизнеса. Ужесточение оборота лития заставит бизнес аккуратно вести дела с его использованием, что повысит расходы и сделает батареи европейского производства заметно дороже китайских, корейских и даже американских литиевых батарей.

Источник изображения: Northvolt

Сейчас производители всего мира заворожены подписанным в США летом этого года Законом о снижении инфляции. В этом документе остаются спорные и не до конца понятные места, но в целом он защищает производство в США по всем ключевым позициям от добычи ресурсов до высокоёмких производств. Льготы и субсидии получат те, кто либо начнёт производить в США, либо будет включён в число официальных поставщиков. Власти стратегических союзников США должны реагировать на это, иначе останутся без крупнейших производственных, энергетических и финансовых ресурсов.

«В то время, когда другие страны, такие как США, открывают свои двери, снимают барьеры и ставят на кон деньги своих налогоплательщиков для стратегического привлечения и создания цепочек поставок аккумуляторных металлов [...] Европа ставит барьеры для компаний на этом рынке, — сказал Ричард Тейлор (Richard Taylor), директор-основатель компании Green Lithium Refining Ltd. — Если условия в Европе не будут привлекательными, компании не станут стремиться к созданию [там производства]».

В Европе есть документ, который отчасти стимулирует создание в Союзе производства с использованием редкоземельного сырья — это Закон о критических сырьевых материалах. Классификация лития как токсического вещества выведет его за рамки этого закона и сделает непривлекательным для инвестиций и развития производства. Причём даже в самой экологичной сфере — в области переработки вторичного сырья, что вряд ли будет способствовать практике безопасной утилизации литиевых аккумуляторов в ЕС.

Индикатором настроений европейских инвесторов в производство и переработку литиевых батарей может служить шведская компания Northvolt AB. Аккумуляторы европейского производства для электромобилей компания начала выпускать в мае этого года. Также она планирует построить ещё несколько заводов, доведя к 2026 году производство аккумуляторов до 60 ГВт·ч в год, что эквивалентно установке тяговых батарей на 1 млн электромобилей.

Кроме этого Northvolt создаёт производства для переработки отработавших литиевых аккумуляторов, надеясь возвращать ценное сырьё снова в работу. Если в ЕС литий признают токсичным, компании придётся многое менять в бизнесе, а возникшая неопределённость грозит задержать запланированные инвестиции или даже отменить их.

Илон Маск (Elon Musk) не раз отмечал, что запасов лития на нашей планете достаточно для покрытия потребностей электромобильной отрасли даже в самом амбициозном варианте её развития, но проблема заключается в том, что мощностей по переработке лития не хватает. Данный тезис наглядно иллюстрируется текущей динамикой цен на литий, которые за год выросли в три раза и не думают останавливаться.

Источник изображения: Tesla

Как отмечает Business Korea, при этом цены на прочие материалы для изготовления литиевых аккумуляторов с начала года снизились более чем на 20 %, поскольку влияние высокого спроса на электромобили стало нивелироваться опасениями по поводу рецессии мировой экономики. Именно литий остаётся самым дефицитным материалом для производства тяговых аккумуляторов, если говорить о продуктах его переработки, используемых в промышленности. По оценкам отраслевых экспертов, спрос на литий удвоится к 2025 году до 1,043 млн тонн от текущего уровня.

Переработка лития требует существенных затрат материальных ресурсов и человеческого труда, при этом оставаясь достаточно вредной для окружающей среды, поэтому нет ничего удивительного, что основные мощности в этой сфере расположены на территории Китая. От поставок карбоната лития и гидроксида лития из Китая зависят производители литиевых аккумуляторов во всех прочих странах. Как ожидается, предпринятые властями США меры по стимулированию продаж электромобилей, оснащаемых батареями на базе сырья, изготовленного за пределами КНР, только увеличат спрос на литий из других стран и дополнительно подтолкнут цены к росту.

Южнокорейские производители тяговых батарей уже озаботились диверсифиацией географии поставок лития, либо расширяя собственные добывающие мощности в Аргентине, либо углубляя сотрудничество с поставщиками из Австралии и Канады. Лишь располагая такой сырьевой базой, они смогут занять прочные позиции на рынке США в свете реализованных местными властями законодательных инициатив.

Во время общения с отраслевыми аналитиками на квартальной отчётной конференции глава Tesla Илон Маск (Elon Musk) и его соратники коснулись темы производства аккумуляторных ячеек типоразмера 4680, на которые в компании делают большие ставки. Выяснилось, что выпускаемые сейчас небольшими партиями грузовики Tesla Semi, вопреки ожиданиям, такие аккумуляторные ячейки пока не используют.

Источник изображения: Tesla

Как пояснил Илон Маск, в Техасе аккумуляторами типа 4680 оснащается некоторая часть собираемых на предприятии в Остине кроссоверов Model Y, у которых тяговая батарея интегрирована в силовой каркас кузова. Такой электромобиль эксплуатируется старшим вице-президентом компании Эндрю Баглино (Andrew Baglino), на нём он уже проехал около 16 000 км без каких-либо проблем со стороны тяговой батареи.

По словам Илона Маска, объёмы выпуска элементов типа 4680 растут «экспоненциально», но его коллега тут же добавил, что ещё существует немало проблем в этой сфере, которые предстоит преодолеть. Глава компании не стал прямо отвечать на вопрос, будут ли аккумуляторы типа 4680 использоваться в пикапах Cybertruck, выпуск которых должен стартовать к середине следующего года, но однозначно заявил, что собираемые сейчас в Неваде электрические грузовики Semi аккумуляторы данного типа точно не используют. Первые клиенты, среди которых замечена PepsiCo, начнут получать электрические грузовики Tesla Semi в декабре этого года, а к 2024 году парк этих машин в США может разрастись до 50 тысяч экземпляров.

По всей видимости, со временем все перечисленные электромобили Tesla перейдут на использование аккумуляторов типа 4680, поскольку ранее представители компании подчёркивали оптимальность их применения именно на тяжёлой технике. Илон Маск выразил уверенность, что аккумуляторы типа 4680 станут самыми конкурентоспособными элементами в мире по совокупности своих качеств. Ради этого Tesla будет оптимизировать техпроцесс их производства на каждом этапе, и даже построит предприятие по переработке лития в Техасе, как обсуждалось ранее на уровне слухов. Со временем, как убеждён Маск, компания сможет снизить стоимость хранения 1 кВт‧ч электроэнергии в тяговой батарее до $70. Если учесть, что старшие модели Tesla имеют ёмкость батареи, приближающуюся к 100 кВт‧ч, то себестоимость этого компонента в целом удастся снизить до $7000. Более компактные модели смогут довольствоваться ещё более дешёвыми тяговыми батареями. Принято считать, что в современных массовых электромобилях на тяговую батарею приходится от 30 до 50 % себестоимости.

Аккумуляторное подразделение ведущего китайского производителя лития, компании Ganfeng Lithium Co., объявило о повышении цен на малые АКБ, используемые в потребительской электронике. Продукцией компании пользуются многие известные производители смартфонов, например, Xiaomi и Oppo.

Источник изображения: Roberto Sorin/unsplash.com

Как сообщает агентство Bloomberg, китайская Xinyu Ganfeng Electronics Co. отправила уведомление своим клиентам, в котором предупредила о росте отпускных цен на аккумуляторов в связи с существенным ростом их себестоимости. На запрос журналистов китайский производитель подтвердил упомянутую в письме информацию, хотя насколько поднялись цены, в компании не сообщили.

Xinyu Ganfeng Electronics Co., выпускающая малые литий-полимерные аккумуляторы для небольших носимых устройств и Bluetooth-гарнитур, отметила «огромный рост» цен на минералы, включая карбонат лития, оксид кобальта и графит. Кроме того, на цены материалов для анодов повлияли ограничения, связанные с производственными процессами и поставками электричества в китайском районе Внутренняя Монголия.

Спрос на металлы для аккумуляторов начал стремительно расти после того, как их стали активно использовать не только в потребительской электронике, но и в электротранспорте, куда их уходит намного больше, а всеобщий переход на «зелёные» технологии только ускоряет этот процесс. К тому же на поставки влияют связанные со вспышками COVID логистические проблемы и ограниченные инвестиции в отрасль в предыдущие годы.

По данным Bloomberg, рост цен «нервирует» некоторых производителей, поскольку повышение себестоимости оказывает негативное влияние на маржинальность товаров и ставит под угрозу поставки сырья. По данным BloombergNEF, цены на литий недавно достигли точки перегиба, но их помесячный поступательный рост сохраняется, поскольку мировые цепочки поставок остаются «под давлением».

Глава крупнейшего в мире производителя электромобилей Илон Маск (Elon Musk) не раз призывал предпринимателей активнее вкладываться в переработку лития, необходимого для изготовления тяговых батарей. По его словам, этот вид деятельности по своей доходности сопоставим с чеканкой монет. Если верить официальным документам, Tesla и сама не прочь заняться переработкой лития на территории Техаса.

Источник изображения: Tesla

Для компании наличие собственных источников сырья является стратегически важным фактором сохранения высоких темпов экспансии производства электромобилей. Более того, вряд ли крупнейший пока игрок рынка США откажется от государственных субсидий, которые по новым законодательным нормам подразумевают локализацию производства не только самих машин, но и сырья для изготовления их тяговых аккумуляторов.

По информации Reuters, компания Tesla подала заявку на организацию в штате Техас производства по переработке гидроксида лития для дальнейшего использования при изготовлении литиевых аккумуляторов. Ещё одним стимулом для вовлечения Tesla в этот вид деятельности является рост цен на материалы для производства батарей, ведь вертикальная интеграция бизнеса обычно позволяет снизить затраты. Строительство предприятия в Техасе должно стартовать в четвёртом квартале текущего года, а выпускать сырьё оно начнёт к концу 2024 года. Поставки сырья с этой площадки, которая расположится на берегу Мексиканского залива, будут осуществляться на предприятия Tesla, выпускающие тяговые аккумуляторы на территории США. Таковые сейчас имеются в самом Техасе и штате Невада, но нельзя исключать, что в будущем к ним присоединится ещё одно предприятие на территории этого континента. Слухи приписывают Tesla намерения построить автозавод в Канаде.

Техас является не единственной вероятной площадкой для размещения предприятия по переработке гидроксида лития. Альтернативой может стать строительство предприятия в Луизиане. Как не раз отмечал Илон Маск, дефицит лития в отрасли не является следствием его малого распространения в природе, вся проблема заключается в ограниченности мощностей по его переработке. К 2030 году, напомним, Tesla намеревается выпускать по 20 млн электромобилей в год, а в ближайшие пару лет объёмы производства будут в среднем увеличиваться в полтора раза ежегодно.

В конце июля Илон Маск (Elon Musk) осторожно заявил, что цены на материалы для изготовления тяговых аккумуляторов начали снижаться, хотя и пояснил, что пока не готов снижать цены на электромобили. Более того, некоторые источники ожидают, что в сентябре они опять подорожают. Цены на литий, который тоже применяется при производстве аккумуляторов, вчера обновили очередной рекорд.

Источник изображения: Pixabay, cintersimone

Как поясняет издание Business Korea, к концу прошлой недели стоимость тонны лития выросла до $69 259, тогда как предыдущий рекорд на уровне $68 822 за тонну был зафиксирован в апреле этого года. Ещё в июле прошлого года цена лития не превышала $11 652 за тонну, и прочие минералы для производства тяговых аккумуляторов стоили заметно дороже — $50 500 за тонну кобальта и $18 082 за тонну никеля. На данный момент литий стал самым дорогим минералом, используемым при производстве тяговых батарей.

К счастью, его содержание в среднестатистическом аккумуляторе не так велико, а для южнокорейских производителей ситуация благоприятна тем, что они используют меньше лития, чем китайские конкуренты. Значит, удорожание лития меньше скажется на затратах южнокорейских компаний, чем в случае с китайскими производителями. По мнению экспертов, на рост стоимости лития оказало влияние принятие властями США пакета законов, направленных на борьбу с инфляцией. Во-первых, в данной стране на протяжении десяти лет будут предоставляться субсидии покупателям на приобретение электромобилей, а повышение спроса как раз подогрело цены на литий. Во-вторых, поставщикам лития из недружественных стран типа КНР в рамках этого пакета рассчитывать на субсидии будет нельзя, что дополнительно сокращает предложение на рынке США.

Следует учитывать, что жара в провинции Сычуань подорвала способность местных производителей ритмично выпускать карбонат лития, а по этому сырью данный регион Китая контролирует 28 % мирового рынка. Батареи на основе фосфата железа (LFP), на выпуске которых специализируются китайские производители, обладают более высоким удельным содержанием лития, тогда как в батареях на основе никеля, кобальта и марганца литий содержится лишь в электролите, а не в катоде и электролите одновременно, как у LFP-аккумуляторов.

Если в марте этого года разница в цене между LFP- и NCM-аккумуляторами одной ёмкости достигала 26 %, то теперь она сократилась до 11 % преимущественно за счёт роста стоимости лития. Илон Маск не раз призывал компании из разных сфер деятельности переходить на добычу соединений лития, поскольку по доходности такой бизнес миллиардер сравнивает с чеканкой монет. Проблема в цепочках поставок заключается не в отсутствии достаточных запасов лития на планете, а в ограниченности мощностей по его добыче и переработке.