Jaki rodzaj baterii jest używany w samochodach hybrydowych?

Jaki rodzaj baterii jest obecnie używany w samochodach hybrydowych? Najpowszechniejszymi typami są dwutlenek kobaltu, wodorek niklu i jonów litu.

Wodorek niklu

Ta bateria jest szeroko stosowana w samochodach hybrydowych i telefonach komórkowych. Początkowo stosowana w zastosowaniach lotniczych, ma długą żywotność i rozsądne możliwości w zakresie energii i mocy. Chociaż nie jest tak trwała jak baterie kwasowo-ołowiowe, jest bardzo odporna na nadużycia. Jednak bateria niklowo-wodorkowa nie jest natychmiastowym zamiennikiem baterii alkalicznej. Jej wady obejmują wysokie samorozładowanie, ciepło i ograniczoną pojemność magazynowania.

Akumulatory litowo-jonowe i polimerowe stosowane w pojazdach hybrydowych są w dużej mierze bezpieczne. Dwuletnia gwarancja na akumulator hybrydowy Toyoty obejmuje wszystkie części akumulatora przez 120 miesięcy lub 150 000 mil, chyba że były niewłaściwie użytkowane. Niemniej jednak akumulatory litowo-jonowe i polimerowe mają podobną żywotność i nie są tak niezawodne. Ponadto akumulator litowo-metalowo-wodorkowy jest znacznie cięższy niż akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy, więc nie jest tak trwały jak akumulatory Ni-MH.

Chociaż akumulator niklowo-wodorkowy jest mniej wydajny niż akumulator litowo-jonowy, jest również mniejszy i lżejszy od swojego odpowiednika litowo-jonowego. Rozmiar i waga akumulatora stanowią znaczną wadę, dlatego wersja bipolarna jest lepszym wyborem. Ogniwa akumulatora bipolarnego umożliwiają również upchnięcie 1,4 razy większej liczby ogniw w tej samej przestrzeni.

Kolejną znaczącą różnicą między nimi jest prędkość ładowania akumulatorów litowo-jonowych. Akumulatory litowo-jonowe są szybsze i mogą poradzić sobie z nagłym zapotrzebowaniem na energię, podczas gdy akumulatory NiMH mają dłuższy czas ładowania. Jednak oba typy akumulatorów są nadal szeroko stosowane w samochodach hybrydowych i hybrydach typu plug-in. Akumulator niklowo-wodorkowy jest zwykle lepszym wyborem dla samochodów hybrydowych, chyba że są wyposażone w hybrydowy układ napędowy.

W ostatnich latach wielu producentów pojazdów hybrydowych przeszło na akumulatory litowo-jonowe. Odzyskują ten materiał jako cenny surowiec do swoich nowych silników samochodów hybrydowych. W międzyczasie producent akumulatora NiMH zaczął dostarczać producentowi samochodów metale ziem rzadkich. Dzięki temu jako pierwsi poddają recyklingowi akumulatory niklowo-wodorkowe. Jednak wciąż są daleko od ostatecznego celu branży akumulatorowej, jakim jest 100-procentowy recykling akumulatorów.

Akumulator niklowo-wodorkowy jest również bardziej przyjazny dla środowiska niż akumulatory litowo-jonowe. Gęstość energii akumulatora NiMH jest o około 40 procent niższa niż akumulatora litowo-jonowego. Duży akumulator w pojeździe hybrydowym może pomóc w kwestii masy i mocy, ale akumulator, który jest zbyt ciężki, zwiększy masę. W przyszłości inne rodzaje akumulatorów mogą być bardziej popularne w przemyśle motoryzacyjnym.

Niektóre firmy samochodowe nie produkują wystarczającej liczby hybryd. Jednak popyt na pojazdy hybrydowe rośnie. Akumulator jest integralną częścią przemysłu hybrydowego, a Toyota stara się zwiększyć sprzedaż hybryd. Najnowsza inwestycja firmy zaowocuje dostawą akumulatorów o mocy 200 gigawatogodzin. Jaki jest więc najlepszy akumulator do pojazdów hybrydowych?

Litowo-jonowa

Technologia akumulatorów litowo-jonowych wciąż ewoluuje, ale pewne korzyści są widoczne. Pierwszą korzyścią jest stosunek energii do masy. Niższa masa przekłada się również na lepsze prowadzenie, większy zasięg i prowadzenie na zakrętach. Akumulatory litowo-jonowe wciąż mają kilka lat, zanim staną się powszechne, ale sprawdzają się w zastosowaniach samochodów hybrydowych. Oto kilka powodów ich rosnącej popularności.

Akumulator litowo-jonowy zasila silniki elektryczne. Jest lżejszy od akumulatora kwasowo-ołowiowego i działa dłużej. Nowa technologia obiecuje jeszcze lepszą wydajność. Akumulatory litowo-jonowe są również dostępne w modelach samochodów hybrydowych, w tym w nowym modelu Honda CR-V. Są one niezbędnym elementem samochodów hybrydowych i pojazdów elektrycznych.

Kolejną ważną zaletą technologii akumulatorów litowo-jonowych jest ich szybkie ładowanie. Akumulatory litowo-jonowe można naładować w ciągu kilku godzin, co jest szczególnie atrakcyjne dla kierowców, którzy dbają o swój ślad środowiskowy. Te akumulatory są lekkie, nadają się do recyklingu i mogą wytrzymać do 45 mil na samym zasilaniu elektrycznym. Mają również dodatkową zaletę, że są szybsze niż standardowe hybrydy.

Pod względem bezpieczeństwa pojazdy hybrydowe są równie bezpieczne jak porównywalne pojazdy zasilane gazem. W przeciwieństwie do swoich odpowiedników zasilanych gazem, hybrydy nie stanowią poważnego problemu dla ratowników lub pasażerów w razie wypadku. Metalowa obudowa chroni je i ma wysoki poziom izolacji. Toyota umieszcza pakiety akumulatorów w pobliżu tylnej osi, aby zapewnić im pełną ochronę w razie kolizji. Hybrydy również osłaniają kable akumulatorów jaskrawopomarańczową powłoką.

Chociaż technologia baterii litowo-jonowych wciąż ewoluuje, ma ona potencjał, aby stać się istotną częścią przyszłości produkcji energii. Agencja EPA niedawno zatwierdziła dotację w wysokości $1,5 mld dolarów, aby pomóc w rozwoju przemysłu litowo-jonowego w USA. Nowa strategia Komisji Europejskiej dotycząca surowców litowych ma na celu 18-krotne zwiększenie podaży litu w Europie do 2030 r. i zmniejszenie zależności od krajów trzecich.

Chociaż pojazdy hybrydowe mogą oszczędzać paliwo, mogą również zmniejszyć emisje dwutlenku węgla. Akumulatory kwasowo-ołowiowe stosowane w samochodach hybrydowych mają najwyższy poziom emisji i są najdroższe. Te toksyczne materiały są również ciężkie i spowalniają osiągi samochodów hybrydowych. Aby zminimalizować ten problem, producenci wymieniają obecnie akumulatory kwasowo-ołowiowe na akumulatory niklowo-wodorkowe. Istnieją również różnice w wydajności między akumulatorami hybrydowymi kwasowo-ołowiowymi i litowo-jonowymi.

Podczas gdy baterie kobaltowe i litowo-jonowe stają się coraz bardziej popularne, pojawiły się obawy dotyczące trwałości ich dostaw. Wysokie geopolityczne stężenia kobaltu i litu oraz szybki rozwój łańcucha dostaw doprowadziły do pytań o to, jak materiały mogą być produkowane w sposób zrównoważony. Ale to wszystko jest zgodne z szybkim rozwojem rynku EV. Na razie te technologie zapewniają wystarczającą ilość energii dla pojazdów hybrydowych.