Полезные свойства литиевых аккумуляторов омрачает тот факт, что они иногда взрываются. И пусть такое случается нечасто, но знать о «бомбе» в кармане, в комнате или в гараже — удовольствие ещё то. Учёные десятилетиями работают над невоспламеняющимися литиевыми батареями. Возможно, в этом поможет новая работа учёных из Стэнфордского университета.

Источник изображения: Jian-Cheng Lai/Stanford University

Исследователи провели работу по увеличению живучести литиевых аккумуляторов при нагреве, о чём рассказали в статье в журнале Matter. Они пошли по двум путям: заменили раствор для электролита на менее горючие полимерные растворители вместо органических и повысили концентрацию солей лития в электролите, что тоже понизило горючесть раствора.

В обычных литийсодержащих аккумуляторах электролит (растворитель) начинает испаряться при нагреве элемента примерно до 60 °C. Жидкость переходит в газовую фазу, и батарея раздувается до разрушения оболочки и воспламенения. Учёные смогли вместо легко испаряющегося органического растворителя подобрать такой полимер, который сохранил бы проводимость ионов лития на максимально возможном уровне и при этом обеспечил бы надёжный каркас для удержания молекул вещества. Впрочем, проводимость ионов лития полимерным растворителем всё равно была хуже, чем при использовании органического растворителя, и это пришлось исправлять иным способом.

Обычно соли лития (LiFSI) в электролите литиевых аккумуляторов растворяются в соотношении меньшем, чем один к двум (менее 50 % по весу). Чтобы компенсировать меньшую подвижность ионов лития в полимерном растворителе учёные начали постепенно увеличивать концентрацию солей. Наилучшей концентрацией оказался состав с 63 % солей. Молекулы в таком составе хорошо «липли» друг к другу и это препятствовало испарению при нагреве. Найденный состав с повышенной концентрацией солей лития легко выдерживал нагрев до 100 °C. Электролит позволял батарее оставаться рабочей даже при такой температуре и не воспламенялся.

«Этот очень интересный новый электролит для батарей совместим с существующей технологией [производства] литий-ионных аккумуляторов и окажет большое влияние на бытовую электронику и электротранспорт», — с уверенностью заявил один из авторов исследования.

Введённые несколько лет назад США в отношении Huawei санкции сильно подкосили бизнес компании. Поэтому в компании стали расширять сферу деятельности, и одной из задач стало покорение автомобильной отрасли. Очередным важнейшим шагом в этом направлении заключение соглашения с производителем аккумуляторов CATL.

Источник изображения: qq.com

Руководство подразделения Huawei по разработке умных автомобилей и топ-менеджмент CATL подписали меморандум о взаимопонимании, который заложит основу для сотрудничества. Huawei намеревается выстроить «глобальный автомобильный бренд высокого класса» и будет использовать в своих машинах аккумуляторы CATL. В своём стремлении покорить автопром Huawei, конечно, не первый выходец из электронной отрасли — аналогичные планы сейчас реализует ещё один электронный гигант Xiaomi, а также владелец крупнейшей в Китае поисковой службы Baidu — компания уже запустила в стране сервис роботакси.

Huawei делает ставку на свой значительный опыт в бытовой электронике и телекоммуникационном оборудовании — в сочетании с обширной сетью реселлеров у компании действительно есть возможность покорить новый рынок. Однако этому могут помешать американские санкции: правительства отказавшихся от оборудования Huawei стран зададутся вопросом о передаче данных умными автомобилями в Китай.

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.

Глава японской Nidec Шигенобу Нагамори (Shigenobu Nagamori) признал, что производство электродвигателей E-Axle для электромобилей продолжает сопровождаться операционными убытками. Это вызвано открытием новых производств, инвестициями в разработки и сложностью задачи — создать высоконадёжный, простой и дешёвый электродвигатель для электрокаров. Всё изменится с началом массового выпуска двигателей второго поколения, которые начали выходить недавно.

Источник изображения: Nidec

В конце сентября компания Nidec приступила к производству электродвигателей E-Axle второго поколения. Устройство заметно дешевле двигателей первого поколения, которые компания начала выпускать с 2019 года. Следует уточнить, концепция E-Axle предполагает производство «полуфабриката» в виде упакованной конструкции, включающей двигатель, трансмиссию и инвертор. Если компании удастся создать передовое и достаточно недорогое решение в этой области, нас ждут приемлемые по цене и довольно качественные электромобили.

Глава Nidec ожидает, что производство двигателей E-Axle нового поколения начнёт приносить операционную прибыль к концу финансового 2023 года (в марте 2024 года календарного). Тем не менее, для удачного бизнеса в области производства электродвигателей для электромобилей компании ещё предстоит инвестировать не менее 1 трлн иен до 2030 года (свыше $7 млрд).

В настоящий момент производства электродвигателей Nidec для электромобилей располагаются преимущественно в Китае, где есть стабильный спрос на двигатели для электромобилей. При этом компания не так давно планировала нарастить число заводов до семи. Теперь в планах Nidec появился восьмой завод для рынка электромобилей в США, который будет развёрнут в Мексике. Для задач проектирования компания создаст центр разработок в Болгарии, куда наймёт около ста ИТ-специалистов. В целом Nidec рассчитывает привлечь к разработкам от 3000 до 5000 технических специалистов, «чтобы стать мировым лидером», как выразился глава компании.

Китай к 2025 году может столкнуться с избыточным производством аккумуляторов для электромобилей, следует из анализа китайского государственного издания Economic Daily, на которое ссылается South China Morning Post. Согласно прогнозам, годовой объём выпуска батарей для электромобилей через три года в Поднебесной достигнет 3000 гигаватт-часов, что в шесть раз выше текущего показателя — 500 ГВт·ч.

Источник изображения: Xinhua

Согласно оценкам швейцарских аналитиков из UBS, по итогам 2022 года в Китае будет продано 6 млн электрифицированных автомобилей (чистых электромобилей и подключаемых гибридов), что вдвое больше, чем в 2021 году, когда было реализовано 2,99 млн электрифицированных авто. Эксперты отмечают, что электромобильная индустрия Поднебесной смогла решить все проблемы, которые ограничивали её рост. Однако стране придётся искать внешние рынки для сбыта производимых в Китае батарей, потому что внутренний объём предложения скоро превысит имеющийся спрос. Ожидается, что потребность в тяговых батареях в Китае к указанному 2025 году составит лишь 1000 ГВт·ч.

Согласно прогнозам Fitch Ratings, в течение ближайших лет ежегодный рост потребительского рынка электромобилей в Китае составит более 30 %. Данные крупнейшей в Китае автомобильной ассоциации China Association of Automobile Manufacturers (CAAM) говорят, что по состоянию на сентябрь этого года в стране работали 48 производителей батарей для электромобилей. В 2017 году их число составляло более 200. При этом 94,4 % рынка тяговых батарей принадлежит десяти самым большим производителям. Крупнейшим не только в Китае, но и во всём мире является Contemporary Amperex Technology Limited (CATL). Клиентами компании являются, например, Tesla и BMW. BYD контролирует около 13 процентов мирового рынка батарей для электромобилей. В десятку также входят CALB, Gotian, Sunwoda и Svolt.

Источник изображения: EPA-EFE

В сентябре CATL сообщила, что до конца текущего года приступит к строительству венгерской фабрики по производству батарей. Проект стоимостью $7,35 млрд планируется завершить к 2027 году. Ежегодно на этой фабрике будут выпускаться батареи совокупной ёмкостью 100 ГВт·ч. CALB, в свою очередь, собирается организовать производство в Португалии. Компания уже подписала все необходимые соглашения с португальским правительством в начале текущего месяца.

Китайские компании производят два типа аккумуляторов, которые широко используются в электромобилях: NCM-аккумуляторы, состоящие из лития, никеля, кобальта и марганца, а также LFP-аккумуляторы, в составе которых применяются литий и фосфат железа.

Mercedes-Benz анонсировала подписку Acceleration Increase, в рамках которой владельцы электромобилей компании смогут снять ограничение мощности двигателя. Фактически автопроизводитель предлагает платить за то, на что автомобиль и так способен, но ограничен программно. Стоимость упомянутой подписки составит $1200 в год.

Источник изображения: Mercedes-Benz

За эти деньги подписчики смогут увеличить мощность двигателя на 20-24 %, повысить крутящий момент, а также сократить время разгона до 60 миль в час (почти 100 км/ч) на 0,8-1 секунду. Подписка Acceleration Increase не предполагает внесение каких-либо изменений в оснащение авто.

Вместо этого оформление подписки позволит снять программную блокировку, после чего откроется доступ ко всем возможностям авто. Это указывает на то, что Mercedes намеренно урезала характеристики некоторых авто, чтобы предлагать покупателям оформлять платную подписку, извлекая тем самым дополнительную выгоду. На данном этапе оформить подписку Acceleration Increase могут владельцы электромобилей Mercedes-EQ EQE и Mercedes-EQ EQS.

Объявление Mercedes произошло через несколько месяцев после того, как BMW начала взимать плату в размере $18 в месяц за возможность использования подогрева сидений и некоторые другие опции в некоторых своих авто, чем вызвала негодование потребителей. Глобальные продажи новых авто последние годы неуклонно снижаются, из-за чего производители вынуждены предлагать платные обновления программного обеспечения и подписки, открывающие доступ к опциям, которые уже есть в авто, но заблокированы.