Europa nie radzi sobie z produkcją baterii. Za to w Chinach widać coraz to szybszy rozwój tej branży

Nie da się ukryć, że bateria jest kluczowym elementem samochodu elektrycznego. To ona jest jego najdroższym elementem, choć z drugiej strony jej udział w wartości całego auta jest coraz mniejszy. To właśnie akumulator powoduje też najwięcej problemów przy konstruowaniu każdego samochodu na prąd.

Jest to element duży, ciężki i wrażliwy na uszkodzenia mechaniczne więc trzeba dla niego znaleźć odpowiednie miejsce w podwoziu. Dlatego bardzo często przy testach samochodów elektrycznych zaznacza się, czy jest to pojazd przerobiony z auta spalinowego, czy też od początku zaprojektowany jako elektryk. Dodatkowo o bateriach jest głośno w kontekście minerałów, z jakich się je produkuje. Zarówno pod względem geopolitycznym jak i ochrony środowiska. 

Niestety w Europie rozwój tej dziedziny idzie bardzo powoli. Nawet na zasadzie, dwa kroki do przodu i jeden do tyłu. Słyszeliśmy ostatnio o problemach firmy Northvolt, która miała być Europejskim potentatem w tej dziedzinie. A póki co nie jest pewne czy w ogóle przetrwa. Niedawno także doszła do nas przykra informacja, że Ford przeniesie produkcję baterii do swoich modeli z podwrocławskich Kobierzyc do USA. Co jest wynikiem potężnego wsparcia państwa amerykańskiego dla producentów akumulatorów. A, co warto dodać Polska jest drugim producentem baterii Li-ion m świecie. Choć niestety już jest pewne, że niedługo straci ten tytuł. 

A co się dzieje w tej dziedzinie w Chinach?

A dzieje się naprawdę dużo, i – co więcej – szybkość prezentowania nowości rośnie. Ale warto zacząć od liczb. Na dziesięciu największych producentów baterii do samochodów na świecie aż sześć to firmy z Chin. Jedna pochodzi z Japonii a trzy z Korei Południowej. Tylko dwie pierwsze korporacje, czyli CATL oraz BYD posiadają ponad połowę całego rynku. Chińczycy są także potentatami w dziedzinie łańcucha dostaw.

O ile w wydobyciu samego litu nie są potęgą, tutaj pierwsze skrzypce odgrywają Ameryka Południowa i Australia, o tyle ponad 80 proc. rafinacji tego pierwiastka odbywa się właśnie w Kraju Środka. Chiny zdołały osiągając tę pozycję, przede wszystkim dlatego, że jako pierwsze zdały sobie sprawę z faktu, że ten przemysł będzie kluczowy w najbliższym latach, a nawet dekadach. I jak widać, nie zmarnowały przewagi czasowej.

Potężne środki wsparcia zostały także udzielone przez rząd w Pekinie dla firm, które rozwijają tę technologię. I takie wsparcie przynosi konkretne efekty. Oto najważniejsze trendy w dziedzinie rozwoju baterii do aut elektrycznych, jakie panują teraz w Chinach 

Baterie specjalnie do hybryd

W Chinach bardzo dynamicznie rośnie sprzedaż aut hybrydowych ładowanych z gniazdka. W ostatnim roku wzrost sprzedaży tej kategorii jest nawet wyższy niż aut w pełni elektrycznych. Dlatego też niedziwne, że pojawiają się baterie zaprojektowane specjalnie dla nich.

Ostatnio mieliśmy premierę kolejnej z nich, czyli Freevoy od branżowego giganta, firmy CATL. Ma ona bardzo ciekawe, a właściwie to nawet unikalne cechy. Jedna z nich jest zastąpienie części litu atomami sodu, choć warto zaznaczyć, że nie jest to bateria w pełni sodowa Na-Ion. Zrobiono to w celu poprawy parametrów ładowania w bardzo niskich temperaturach.

W końcu na północy Chin w zimie temperatury spadają naprawdę nisko, nawet do -40° C. Samochody wyposażone w te akumulatory mogą osiągać zasięg na prądzie nawet do 400 km, co jest większą wartością niż wiele samochodów w pełni elektrycznych. Producent zaznaczył też, że można je ładować z mocą 4C, co w uproszczeniu jest czterokrotnie większą wartością od jej pojemności. Pozwala to  na uzupełnienie energii do 80 proc. w zaledwie 15 minut.

Co ciekawe i charakterystyczne dla Chin to prezentacja tych baterii nie była pokazem czegoś, co może pojawi się na rynku w bliżej nieokreślonej przyszłości. Pierwsze samochody z akumulatorem Freevoy już jeżdżą po drogach w Chinach, a w przyszłym roku mogą trafić także do Europy. 

Sód zamiast Litu 

W bateriach litowo-jonowych lit wykorzystywany jest ze względu na swój mały rozmiar oraz własności chemiczne. Ale też ma swoje wady, jego zasoby na świecie nie są największe, a dodatkowo wydobycie litu nie jest obojętne dla środowiska. Także ceny węglanu i wodorotlenku litu, bo w takich formach jest on wydobywany, choć w ciągu ostatnich miesięcy spadły o 75 proc., są stosunkowo wysokie.

Więc oczywiste jest, że naukowcy próbują zastąpić go innymi pierwiastkami jak sód czy siarka. I jak do tej pory najlepsze efekty zanotowano w przypadku sodu. Baterie, które wykorzystują ten pierwiastek, mają wprawdzie gorszą gęstość energetyczną, czyli akumulator o tej samej pojemności waży więcej, ale za to są mniej wrażliwe na niskie temperatury, a dodatkowo sam sód jest pierwiastkiem bardzo często występującym w przyrodzie.

Dlatego akumulatory zbudowane w ten sposób będą po prostu tańsze. I tak samo jak w pierwszym przypadku nie mówimy, o czym co dopiero jest na etapie badań w laboratorium. Po drogach poruszają się już pierwsze pojazdy, samochody i motocykle, które mają takie właśnie baterię.

Firma Yiwei, należąca do koncernu JAC, sprzedaje już model oznaczony cyfrą 3, który posiada akumulator o pojemności około 20 kWh wykonany właśnie w technologii Na-Ion. Dodatkowo za produkcję takich baterii wzięły się największe firmy w branży jak BYD czy CATL. Także w 2025 roku możemy spodziewać się dużo nowości w tym zakresie. 

Szybkość ładowania

Jedną z najważniejszych obiekcji, jaką użytkownicy samochodów spalinowych mają w stosunku do aut elektrycznych, jest czas, jaki zajmuje ładowanie samochodu. Często słyszy się, że to trwa nawet parę godzin. To oczywiście zależy od wielu okoliczności, ale tam, gdzie czas liczy się najbardziej, czyli w długiej trasie w Europie standardem jest pół godziny do czterdziestu minut.

Tyle najczęściej trwa uzupełnienie energii w akumulatorze od 10 do 80 proc. na stacji szybkiego ładowania. A jak sytuacja wygląda w Chinach? Przez długi okres czasu auta chińskich producentów nie błyszczały w ten dziedzinie. Ale ostatnio sytuacja uległa odwróceniu i aktualnie to właśnie samochody z Państwa Środka ustanawiają nowe rekordy w tej dziedzinie.

Konstrukcje takie jak LiAuto Mega czy Zeekr 007 potrzebują zaledwie 10-12 minut, aby uzupełnić energię w akumulatorze do 80 proc. Zwiększenie zasięgu o jeden kilometr trwa w szczytowym momencie zaledwie jedną sekundę a moc, jaką przyjmuje samochód to ponad 500 kW. Co więcej, takie rozwiązania nie są zarezerwowane dla najdroższych samochodów dostępnych dla nielicznych.

Wspomniany Zeekr 007 gdyby porównać go do modeli dostępnych w Europie to byłby takim Volkswagenem Passatem a może bardziej Tesla Model 3. Zresztą z tą ostatnią konkuruje bezpośrednio w Chinach. A to nie jest ostatnie słowo producentów samochodów czy baterii.

W ciągu najbliższych dwóch lat moce ładowania wzrosną do 800 kW, a czas skróci się do 7-8 minut. A według badań przeprowadzonych w USA średni czas potrzebny na zatankowanie auta to właśnie 8 minut. 

Baterie ze stałym elektrolitem

Baterie typu solid state to taki Święty Graal tej branży. Nie tylko mają świetną gęstość energetyczną co może zapewnić samochodom elektrycznym dużo większy zasięg, ale także są praktycznie niepalne. Bowiem w klasycznych akumulatorach litowo jonowych to właśnie elektrolit jest największym problemem w tej kwestii. Jest to ciecz bardzo podobna do rozpuszczalnika, czyli łatwopalna.

I choć o bateriach solid state słyszy się od długiego czasu i najczęściej to wiadomości w stylu, już za dwa lata będą na rynku, to rzeczywiście wiele wskazuje na to, że przełom nastąpi już niedługo. Mamy już bowiem dostępne w sprzedaży samochody, które mają akumulator typu semi solid state.

Mowa na przykład o Nio z baterią 150 kWh. Auto w nią wyposażone jest w stanie przejechać 1000 kilometrów bez ładowania. Właśnie wchodzi też do sprzedaży model IM Motors L6, który  będzie miał podobny zasięg dzięki akumulatorowi o takiej samej konstrukcji. Ale najważniejszą wiadomością w tym temacie jest informacja od CATL.

Jak widać, to ta właśnie firma przewodzi w postępie technologicznym w dziedzinie baterii. Poinformowała ona, że rozpoczyna walidację gotowych ogniw solid state o pojemności 20Ah. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, to gdzieś za dwa lata rzeczywiście na drogi powinny wyjechać seryjne samochody z bateriami o stałym elektrolicie. Co więcej, dzięki świetnemu stosunkowi pojemności do ciężaru, te akumulatory umożliwią konstruowanie samolotów czy śmigłowców z napędem elektrycznym.

Akumulatory na milion kilometrów 

Bateria jest jednym z najdroższych elementów samochodu elektrycznego. Dlatego wiele osób obawia się o jej trwałość, tym bardziej że wszyscy wiemy, jak wygląda sytuacja w telefonach komórkowych, które po dwóch latach działają na jednym ładowaniu dużo krócej niż na początku.

Oczywiście w samochodach elektrycznych to zużycie postępuje dużo wolniej, ale i tak producenci cały czas pracują nad zwiększeniem ich żywotności. Szczególnie w tych bateriach przeznaczonych dla samochodów dostawczych czy ciężarowych, które z oczywistych względów pokonują rocznie więcej kilometrów niż auta osobowe.

Najnowszą propozycją są akumulatory Tectrans od CATL, tak znowu pokazuję rozwiązania tej firmy, ale nic nie poradzę, że to właśnie ona ma najwięcej i najciekawszych nowości. Producent zapewnia, że po 15 latach użytkowania i 1.500.000 kilometrów przebiegu spadek użytecznej pojemności będzie mniejszy niż 20 proc. Nawet ciężarówki, które pokonują trasy międzynarodowe, rzadko kiedy osiągają takie przebiegi.

Co ciekawe oprócz takiej trwałości są bardzo odporne na zalanie przez wodę. Bez żadnej szkody zniosą 72 godziny pod wodą. Może mieć to bardzo duże znaczenie w przypadku pojazdów biorących udział akcjach ratunkowych przy okazji powodzi. Tak samo jak w przypadku innych opisanych tu nowości, te akumulatory są już dostępne dla producentów ciężarówek i autobusów.

***

Niestety, ale większość wiadomości na temat nowych akumulatorów z Europy dotyczą prac badawczych czy wyników testów w laboratoriach. Pytanie, w jakim stopniu te informacje przełożą się na konkretne produkty, których będziemy używać, pozostaje otwarte. Na tę chwilę wszystko wygląda na to, że Chiny prześcignęły resztę świata w technologii, która jest zdecydowanie kluczowa dla rozwoju gospodarki przez najbliższe lata. Czy Zachód będę w stanie nadrobić to opóźnienie? Jako z natury optymista uważam, że tak. Ale jak to mawiają analitycy, czas pokaże.