Snížení niklu v bateriích EV s katodou NCM 217

Dnes je většina elektromobilů poháněna bateriemi s katodami NCM, jejichž suroviny kromě lithia zahrnují nikl, kobalt a mangan.

Jak už asi víte, posledních pár let bylo cílem snížit používání kobaltu, který je vzácný a drahý. Nikl se používá jako náhrada kobaltu, což umožňuje energeticky hustší a levnější baterie.

  • NCM 111 :katoda s poměrem složení Ni:Co:Mn 1:1:1
  • NCM 424 :katoda s poměrem složení Ni:Co:Mn 4:2:4
  • NCM 523 :katoda s poměrem složení Ni:Co:Mn 5:2:3
  • NCM 622 :katoda s poměrem složení Ni:Co:Mn 6:2:2
  • NCM 712 :katoda s poměrem složení Ni:Co:Mn 7:1:2
  • NCM 811 :katoda s poměrem složení Ni:Co:Mn 8:1:1

Další důležitou fází ve vývoji baterií NCM je však nahrazení niklu mnohem hojnějším a levnějším manganem.

Pro představu se podívejme na průměrnou tržní cenu těchto surovin za tunu.

  • Kobalt :27 000 EUR/t
  • Nikl :11 000 EUR/t
  • Mangan :2 000 EUR/t

Jak vidíte, pokud jde o náklady, použití manganu dává mnohem větší smysl, az tohoto důvodu společnost BASF, největší světový výrobce chemikálií, očekává, že již letos začne vyrábět katodové aktivní materiály pro baterie NCM 217 s vysokým obsahem manganu.

Přehled produktů NCM od společnosti BASF ze 4. listopadu 2014

S bateriemi NCM 217 se očekává, že náklady na kWh pro kupující s velkým množstvím (výrobce automobilů) budou nižší než 80 eur, což je podobné jako u nadcházejících bezkobaltových baterií LFMP. Objemová energetická hustota baterií NCM 217 však bude mnohem vyšší (900–1 000 namísto 410–450 Wh/L).

Například baterie NCM 622 vozu Hyundai Kona Electric má celkovou kapacitu 67,5 kWh a je vyrobena z bateriových článků LGX E63, které mají objemovou hustotu energie 500 Wh/l. To znamená, že s články NCM 217 (1 000 Wh/L) bychom mohli zdvojnásobit kapacitu baterie na 135 kWh a zachovat stejný objem. Stačilo by poskytnout Hyundai Kona Electric dojezd WLTP vyšší než 900 km (559 mil)…

Plán vývoje baterie od Rolanda Bergera

Každopádně, i když by katodové aktivní materiály mohly být k dispozici již letos, neznamená to, že je výrobci bateriových článků okamžitě použijí pro hromadnou výrobu. Před hromadnou výrobou baterií pro elektromobily je zapotřebí rozsáhlé testování. Očekávejte proto, že fáze 1 (redukce kobaltu) bude dokončena zavedením NCMA katod v roce 2021/2022 a zahájením fáze 2 (redukce niklu) s katodami NCM 217 o jeden nebo dva roky později.

Pokud opravdu chceme vědět, kam baterie NCM směřují, musíme zvážit, co dělá největší světový výrobce chemikálií, místo abychom se spoléhali na neustálé tiskové zprávy s tvrzeními, která jsou příliš dobrá na to, aby byla pravdivá, od pravděpodobných podvodníků, kteří se snaží nalákat investory.