Kateri tip baterije se uporablja v hibridnih avtomobilih?

Katere vrste baterij se danes uporabljajo v hibridnih avtomobilih? Najpogostejše vrste so kobaltov dioksid, nikelj-metal hidrid ali litij-ionska baterija.

Nikelj-metalni hidrid

Ta baterija se pogosto uporablja v hibridnih avtomobilih in mobilnih telefonih. Prvotno se je uporabljala v vesoljski industriji, ima dolgo življenjsko dobo ter razumne specifične energijske in močnostne zmogljivosti. Čeprav ni tako vzdržljiva kot svinčeno-kislinske baterije, je zelo odporna na zlorabo. Vendar pa nikelj-metalhidridna baterija ni nadomestilo za alkalno baterijo. Njene pomanjkljivosti vključujejo visoko samopraznjenje, toploto in omejeno kapaciteto shranjevanja.

Litij-ionske in polimerne baterije, ki se uporabljajo v hibridnih vozilih, so večinoma varne. Dvoletna garancija za hibridno baterijo pri Toyoti krije vse dele baterije za 120 mesecev ali 240.000 kilometrov, razen če ste jih zlorabljali. Kljub temu imajo litij-ionske in polimerne baterije podobno življenjsko dobo in niso tako zanesljive. Poleg tega je litij-metalhidridna baterija veliko težja od nikelj-metalhidridne baterije, zato ni tako vzdržljiva kot Ni-MH baterije.

Čeprav je nikelj-metalhidridna baterija manj zmogljiva kot litij-ionska baterija, je tudi manjša in lažja od litij-ionske. Velikost in teža baterijskega sklopa predstavljata znatno pomanjkljivost, zato je bipolarna različica boljša možnost. Bipolarne baterijske celice omogočajo tudi, da se v isti prostor stlači 1,4-krat več celic.

Druga pomembna razlika med obema je hitrost polnjenja litij-ionskih baterij. Litij-ionske baterije so hitrejše in lahko prenesejo nenadne potrebe po energiji, medtem ko imajo NiMH baterije daljši čas polnjenja. Vendar se obe vrsti baterij še vedno pogosto uporabljata v hibridnih avtomobilih in priključnih hibridih. Nikelj-metalhidridna baterija je običajno boljša izbira za hibridne avtomobile, razen če so opremljeni s hibridnim pogonskim sklopom.

V zadnjih letih so mnogi proizvajalci hibridnih vozil prešli na litij-ionske baterije. Ta material predelujejo kot dragoceno surovino za motorje svojih novih hibridnih avtomobilov. Medtem je proizvajalec NiMH baterij začel proizvajalcu avtomobilov dobavljati redke zemeljske kovine. S tem so prvi, ki reciklirajo nikelj-metalhidridne baterije. Vendar so še vedno daleč od končnega cilja 100-odstotnega recikliranja baterij v industriji baterij.

Nikelj-metalhidridna baterija je tudi okolju prijaznejša od litij-ionskih baterij. Energijska gostota NiMH baterije je približno 40 odstotkov nižja kot pri litij-ionski bateriji. Velika baterija v hibridnem vozilu lahko pomaga pri teži in moči, vendar bo pretežka baterija povečala težo. V prihodnosti bodo v avtomobilski industriji morda bolj priljubljene druge vrste baterij.

Nekatera avtomobilska podjetja ne proizvajajo dovolj hibridov. Vendar pa povpraševanje po hibridnih vozilih narašča. Baterije so sestavni del hibridne industrije in Toyota si prizadeva povečati prodajo hibridov. Najnovejša naložba podjetja bo zagotovila 200 gigavatnih ur zaloge baterij. Katera je torej najboljša baterija za hibridna vozila?

Litij-ionska

Tehnologija litij-ionskih baterij se še vedno razvija, vendar so nekatere prednosti očitne. Prva prednost je njihovo razmerje med energijo in težo. Manjša teža se odraža tudi v boljšem upravljanju, večjem dosegu in boljši vodljivosti v zavojih. Litij-ionske baterije so še nekaj let oddaljene od tega, da bi postale del splošne uporabe, vendar se dokazujejo v hibridnih avtomobilih. Tukaj je nekaj razlogov za njihovo vse večjo priljubljenost.

Litij-ionski akumulator napaja elektromotorje. Je lažji od svinčeno-kislinskega akumulatorja in traja dlje. Nova tehnologija obljublja še boljšo zmogljivost. Litij-ionski akumulatorji so na voljo tudi v hibridnih avtomobilih, vključno z novo Hondo CR-V. So bistveni del hibridnih avtomobilov in električnih vozil.

Druga velika prednost tehnologije litij-ionskih baterij je njena hitra polnitev. Litij-ionske baterije je mogoče napolniti v nekaj urah, kar je še posebej privlačno za voznike, ki jim je mar za njihov okoljski odtis. Te baterije so lahke, jih je mogoče reciklirati in lahko zdržijo do 72 kilometrov samo na elektriko. Imajo tudi dodatno prednost, da so hitrejše od standardnih hibridov.

Kar zadeva varnost, so hibridna vozila enako varna kot primerljiva vozila na bencinski pogon. Za razliko od bencinskih vozil hibridi v primeru nesreče ne predstavljajo večje nevarnosti za reševalce ali potnike. Kovinsko ohišje jih ščiti in ima visoko stopnjo izolacije. Toyota namesti akumulatorske sklope blizu zadnje osi, da zagotovi njihovo popolno zaščito v primeru trčenja. Hibridi tudi zavijajo svoje akumulatorske kable v svetlo oranžno oblogo.

Čeprav se tehnologija litij-ionskih baterij še vedno razvija, ima potencial, da postane ključni del prihodnosti proizvodnje energije. Agencija za varstvo okolja (EPA) je nedavno odobrila nepovratna sredstva v višini 1,5 milijarde funtov za pomoč pri razvoju litij-ionske industrije v ZDA. Nova strategija Evropske komisije za litijeve surovine si prizadeva do leta 2030 povečati ponudbo litija v Evropi za 18-krat in zmanjšati odvisnost od tretjih držav.

Čeprav lahko hibridna vozila prihranijo gorivo, lahko tudi zmanjšajo emisije ogljika. Svinčevo-kislinske baterije, ki se uporabljajo v hibridnih avtomobilih, imajo najvišjo raven emisij in so najdražje. Ti strupeni materiali so tudi težki in upočasnjujejo delovanje hibridnih avtomobilov. Da bi to težavo zmanjšali, proizvajalci zdaj svinčevo-kislinske baterije nadomeščajo z nikelj-metalhidridnimi baterijami. Obstajajo tudi razlike v delovanju med svinčevo-kislinskimi in litij-ionskimi hibridnimi baterijami.

Čeprav kobaltove in litij-ionske baterije postajajo vse bolj priljubljene, se pojavljajo pomisleki glede trajnosti njihove oskrbe. Visoke geopolitične koncentracije kobalta in litija ter hitro povečanje obsega dobavne verige so sprožile vprašanja o tem, kako je mogoče materiale trajnostno proizvajati. Vendar je to glede na hiter razvoj trga električnih vozil pričakovano. Zaenkrat te tehnologije zagotavljajo dovolj energije za hibridna vozila.