В гонке за переход на электромобили автопроизводители сосредоточились на запасе хода, чтобы снизить беспокойство потребителей по поводу инфраструктуры зарядки, но производители аккумуляторов уже работают над более компактными, долговечными и дешевыми батареями будущего, которые к тому же заряжаются быстрее.
В то время как автопроизводители сегодня гонятся за лидером рынка Tesla Inc (TSLA.O), стремясь создавать автомобили, которые могут проезжать 300 миль (482 км) или более без подзарядки, стартапы аккумуляторных батарей ожидают, что запас хода будет иметь меньшее значение, поскольку зарядные устройства для общественных электромобилей (EV) станут повсеместными. В поисках аккумуляторов меньшего размера, которые заряжаются очень быстро, начинающие фирмы экспериментируют с такими материалами, как кремний-углерод, вольфрам и ниобий.
Аккумулятор — самая дорогая часть электромобиля, поэтому настоящая быстрая зарядка в сочетании с широко доступными зарядными устройствами — сегодня отсутствие зарядной инфраструктуры рассматривается как замедление более широкого внедрения электромобилей — позволит автопроизводителям создавать автомобили с батареями меньшего размера по более доступным ценам, но при этом повысить прибыль за счет продажи большего количества автомобилей более широкой аудитории.
«Первые пользователи на более высоком уровне рынка хотели аккумуляторные батареи большего размера и большей дальности действия, потому что они могли себе это позволить», — сказал Сай Шиваредди, исполнительный директор Nyobolt, стартапа, разрабатывающего анодные материалы из оксида ниобия для аккумуляторов, которые могут заряжаться за считанные минуты. «Для более экономичного массового внедрения вам нужны аккумуляторные батареи меньшего размера … но с тем же опытом, что и сегодня (с автомобилями, работающими на ископаемом топливе), когда вы можете заправиться за 5 минут».
Китай доминирует в мире по производству аккумуляторов для электромобилей, и такие компании, как Contemporary Amperex Technology Co (CATL) (300750.SZ), разрабатывают аккумуляторы, которые позволят продвинуться дальше без подзарядки.
Автопроизводители в Китае выпустили небольшие недорогие электромобили, такие как Wuling Hongguang Mini, которые даже с учетом недавнего роста цен на аккумуляторы по-прежнему продаются примерно за 6500 долларов. Автомобиль является совместным предприятием SAIC Motor Corp Ltd (600104.SS), General Motors Co (GM.N) и Wuling Motors (0305.HK).
Западные стартапы, такие как Nyobolt и Echion Technologies из Кембриджа или Group14 Technologies из Вудинвилля, Вашингтон, работают над электродными материалами, чтобы вывести на рынок сверхбыстро заряжаемые батареи.
Согласно платформе данных стартапов PitchBook, инвестиции в аккумуляторные технологии для электромобилей выросли более чем в шесть раз до 9,4 млрд долларов в 2021 году с 1,5 млрд долларов в 2020 году, поскольку автопроизводители сосредоточились на будущем.
«Мы находимся на начальной стадии разработки аккумуляторов», — сказал Линкольн Меррихью, вице-президент компании Pulse Labs, занимающейся анализом данных.
Небольшой размер может также устранить надвигающиеся проблемы с материалами для аккумуляторов, поскольку спрос на электромобили стремительно растет, при этом будет использоваться меньше кобальта и никеля, где Китай доминирует в переработке и переработке.
Еще одним преимуществом является то, что автопроизводители могут претендовать на экологичность, используя менее вредные материалы в электромобилях и выбрасывая меньше CO2 при их производстве.
«Реконструкция автомобиля с целью минимизировать размер аккумуляторов, поскольку это так дорого, изменит правила игры», — заявил на конференции в июне исполнительный директор Ford Motor Co (F.N) Джим Фарли. Он добавил, что американский автопроизводитель хочет, чтобы в его электромобилях следующего поколения, начиная с 2026 года, была «наименьшая возможная батарея для конкурентоспособного диапазона».
Другие выжимают больше эффективности из существующих батарей, как Mercedes-Benz (MBGn.DE) сделал со своим прототипом EQXX с запасом хода 1000 км (621 миля).
Более доступные электромобили
Быстрая зарядка сегодня ограничена способностью аккумуляторов электромобилей быстро поглощать энергию. Быстрая зарядка может сократить срок службы батарей или перегреть их, поэтому большинство электромобилей ограничивают скорость зарядки, чтобы защитить их.
В штаб-квартире Nyobolt генеральный директор Шиваредди заряжает четыре батареи примерно за три минуты и подключает их к роботизированному пылесосу, который усердно убирает пол позади него, пока он говорит.
Ниобий — стабильный металл, часто используемый для упрочнения стали — крупнейшие в мире месторождения находятся в Бразилии и Канаде. Такие стартапы, как Nyobolt и Echion, заявляют, что ниобий, используемый в анодах или катодах, может выдерживать сверхбыструю зарядку и служить на много лет дольше, чем современные батареи.
Nyobolt фокусируется на высокопроизводительных гоночных электромобилях, и Шиваредди сказал, что потребуются годы проверки, прежде чем автопроизводители будут готовы использовать его аккумуляторы в моделях массового рынка.
В нескольких милях от Nyobolt ниобиевые аноды Echion изначально предназначены для коммерческих электромобилей, таких как горнодобывающие машины, которые работают непрерывно и нуждаются в быстрой зарядке.
Генеральный директор Жан де Ла Верпильер сказал, что цель Echion — подготовить батареи для пассажирских электромобилей к 2025 году.
«Меньшие батареи означают более низкие цены, и поэтому больше людей могут позволить себе электромобили», — сказал он.
Бразильская горнодобывающая компания CBMM доминирует в производстве ниобия и инвестировала в Echion и другие стартапы, а также тестирует ниобий с другими компаниями, включая компанию по производству аккумуляторных материалов Nano One (NANO.TO), Toshiba (6502.T) и Volkswagen Caminhoes e Onibus, бразильскую дочернюю компанию Volkswagen.
Рожерио Маркес Рибас, глава программы батарей CBMM, сказал, что, хотя плотность энергии ниобия может быть на 20% ниже, чем у некоторых современных батарей, «мы можем увеличить срок службы и повысить безопасность при зарядке за считанные минуты, возможно, в три-десять раз».
«Сырье будет узким местом для батарей», — добавил Рибас. «В ближайшем будущем люди спросят, зачем нужен большой аккумулятор?»
Рынок определяет ассортимент
Ниобий — не единственный материал, который исследуют стартапы.
Group14 Technologies производит кремний-углеродный анодный материал, который позволяет литий-ионным батареям удерживать до 50% больше энергии. В мае компания привлекла 400 миллионов долларов от инвесторов. читать далее
Тестируя материал Group14, поддерживаемый Mercedes производитель аккумуляторов StoreDot зарядил аккумуляторы до 80% емкости за 10 минут. Генеральный директор Group14 Рик Люббе сказал, что его анодный материал может обеспечить быструю зарядку электромобиля за пять минут.
«Когда я могу зарядить аккумуляторную батарею за 5 или 10 минут… тогда не так уж важно, каков этот диапазон, будь то 150 миль или 300 миль», — сказал Люббе.
Стартап из Мичигана Our Next Energy (ONE) разработал батарею Gemini с «двойной химией», состоящую из стандартной литий-железо-фосфатной (LFP) тяговой батареи со второй батареей «расширителя диапазона», использующей более совершенные и дорогие химические элементы, обеспечивающие низкий, средний и варианты высокого диапазона.
«Рынок в конечном итоге определяет правильный уровень ассортимента», — сказал генеральный директор Муджиб Иджаз.
Согласно отраслевым данным, средний американский автомобиль проезжает менее 30 миль в день. В Европе средний показатель составляет менее половины этого показателя.
Изобель Шелдон, главный стратегический директор британской аккумуляторной компании Britishvolt (IPO-BRI.L), сказала, что, поскольку владельцы электромобилей осознают, что платят больше, чем им нужно, рынок потребует меньшего запаса хода.
«По мере взросления рынка люди начнут спрашивать, почему я плачу тысячи… за батарею, которую никогда не буду использовать», — сказала она. «Большинство автомобилей используется для того, чтобы ездить в магазины, встречаться с друзьями или отвозить детей в школу, а не ехать в Монако».