ویلیام لی، مدیر اجرایی NIO، پس از رونمایی از طرح این خودروساز برقی برای عرضه یک سدان با باتری با طولانی‌ترین برد رانندگی جهان، مورد تشویق قرار گرفت.
لی که در مرکز یک میدان ورزشی در چنگدو ایستاده بود، به بیش از ۱۰۰۰۰ نفر از شرکت کنندگان در رویداد NIO Day گفت که یک باتری ۱۵۰ کیلووات ساعتی با حالت جامد برای تامین انرژی نسخه توسعه یافته ET7 استفاده خواهد شد. مدل تولیدی که خودرو را قادر می‌سازد با یک بار شارژ تا ۱۰۰۰ کیلومتر مسافت طی کند.
طبق اعلام وبلاگ‌های صنعتی و گمانه‌زنی‌ها، محتمل‌ترین سازنده باتری پیشگامانه، Contemporary Amperex (CATL) است که در شهر نینگده استان فوجیان واقع شده است.
CATL در تلاش است تا از پیشتازان جهانی در این صنعت پیشی بگیرد. انتظار می‌رود نسخه گسترش یافته ET7 در سه ماهه چهارم سال ۲۰۲۲ به مشتریان تحویل داده شود.
رئیس NIO در حال ارسال پیامی رسا به صنعت خودروی چین بود مبنی بر اینکه NIO قصد دارد نه تنها تسلا، بلکه برندهایی مانند BMW، مرسدس و آئودی را به چالش بکشد، زیرا فناوری‌های جدید باتری می‌توانند وسایل نقلیه الکتریکی لوکس (EVs) خود را به طور فزاینده‌ای افزایش دهند، یک فناوری مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست.
هزینه باتری‌های EV در سال ۲۰۱۲ به ۷۰۰ دلار در هر کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) رسید. طبق پیش بینی‌های IHS Markit، این قیمت در سال ۲۰۲۳ به ۱۰۰ دلار در هر کیلووات ساعت و تا سال ۲۰۳۰ به ۷۳ دلار آمریکا کاهش خواهد یافت.
قیمت ۱۰۰ دلار آمریکا به ازای هر کیلووات ساعت به‌عنوان آستانه‌ای برای رقابتی کردن خودروهای برقی بدون یارانه با همتایان دیزلی خود در نظر گرفته می‌شود.
مونتاژکنندگان پیشرو EV در چین مانند NIO و Xpeng اکنون در رقابتی برای دستیابی به برتری در آینده صنعت حمل و نقل هستند که با جاه طلبی پکن برای تبدیل این کشور به یک رهبر جهانی تا سال ۲۰۲۵ تقویت شده است.
چین سلطه خود را از نظر ظرفیت عملیاتی و تولید باتری‌های EV حفظ کرده است. بر اساس تحقیقات SNE، شرکت CATL در حال حاضر بزرگترین تولید کننده باتری خودروهای برقی در جهان است و با داشتن سهم بازار حدود ۳۰ درصد، بالاتر از LG Energy Solution با ۲۵ درصد است.
شش شرکت برتر باتری خودروهای الکتریکی جهان – CATL، LG Energy Solution، BYD، Panasonic، Samsung SDI و SK Innovation – بیش از ۸۷ درصد از باتری‌ها و فلزات باتری را در نیمه دوم سال ۲۰۲۰ تامین کرده‌اند.
چگالی انرژی، استاندارد کلیدی در طبقه بندی باتری‌های EV است. برای اینکه خودروهای برقی فواصل طولانی‌تری را بین شارژ طی کنند، به باتری‌هایی نیاز است که انرژی بیشتری را بدون سنگین‌تر شدن ذخیره کنند.
هزینه تولید نیز نگران‌کننده است زیرا صنعت به دنبال مواد ارزان‌تر با عرضه فراوان است تا عصر خنثی بودن کربن را بپذیرد، زمانی که میلیون‌ها خودروی بنزینی با خودروهای باتری‌دار در دهه آینده جایگزین خواهند شد.
در حال حاضر، تقریباً تمام باتری‌هایی که برای تغذیه خودروهای الکتریکی استفاده می‌شوند در دسته باتری‌های لیتیوم یون یا یون لیتیوم قرار می‌گیرند.
لیتیوم یون نوعی باتری قابل شارژ است که در آن یون‌های لیتیوم از الکترود منفی از طریق الکترولیت به الکترود مثبت در هنگام تخلیه حرکت می‌کنند و هنگام شارژ به سمت دیگر برمی‌گردند.
این شامل چهار بخش اصلی است: کاتد، آند، الکترولیت و جداکننده. باتری معمولاً از روی مواد کاتدی آن نامگذاری می‌شود، مانند باتری NCM یا باتری LFP.
NCM، متشکل از لیتیوم، نیکل، کبالت و منگنز، LFP متشکل از لیتیوم، آهن و فسفات، و NCA که حاوی نیکل-کبالت و آلومینیوم است، سه نوع اصلی باتری برای تامین انرژی خودروهای برقی پرفروش جهان هستند.
CATL باتری‌های LFP و NCM را تولید می‌کند. BYD باتری‌های LFP را به دلیل شکل بلند و نازکشان به عنوان باتری‌های تیغه‌ای می‌سازد.
از نظر فنی، باتری‌هایی که حاوی فلزات گران‌تر، نیکل و کبالت هستند، از مزیت چگالی انرژی برخوردارند.
باتری‌های NCM ساخته‌شده توسط دیگر شرکت‌های کلیدی مانند LG Energy Solution از نیکل، منگنز و کبالت در نسبت‌های مختلف استفاده می‌کنند و ظرفیت‌هایی از ۲۴۰ وات ساعت تا ۳۵۰ وات ساعت در هر کیلوگرم دارند.
کارخانه‌های پاناسونیک در ژاپن سلول‌های لیتیوم یونی استوانه‌ای «۱۸۶۵۰» را تولید می‌کنند که از فناوری NCA استفاده می‌کنند و هر بسته حاوی ۳۴۰ وات ساعت در کیلوگرم است.
پاناسونیک در حال بهبود سلول‌های ۱۸۶۵۰ است که برای تامین انرژی خودروهای تسلا مدل S و مدل X استفاده می‌شود. همچنین فناوری باتری جدیدی را برای سلول‌های Li-ion 2170 توسعه داده است که چگالی انرژی را تا ۵ درصد افزایش می‌دهد و استفاده از کبالت گران قیمت را کاهش می‌دهد.
در سرزمین اصلی چین، باتری‌های LFP در حال حاضر بیشتر از باتری‌های NCM و NCA توسط مونتاژکنندگان EV استفاده می‌شوند.
به گفته اتحادیه نوآوری باتری خودروهای چین، در سپتامبر، باتری‌های LFP 9.5 گیگاوات ساعتی (GWh) در خودروهای الکتریکی جدید در سرتاسر سرزمین اصلی نصب شد که یک جهش بزرگ از ۶٫۱۴ گیگاوات ساعت ارائه شده توسط باتری‌های NCM و NCA است.
باتری LFP بدون کبالت و نیکل مزایای خاص خود را دارد – به گفته تحلیلگران صنعت، حداقل ۱۰ درصد از باتری‌های NCA و NCM ارزان‌تر است. جهان نیز ذخایر فراوان لیتیوم و آهن دارد.
ایلان ماسک، مدیر عامل تسلا در اواخر جولای گفت که این خودروساز در حال تغییر درازمدت به سمت باتری‌های ارزان‌تر و بدون کبالت LFP است.
او گفت: “این در واقع خوب است زیرا آهن زیادی در جهان وجود دارد.”
BYD، سازنده باتری و خودروهای الکتریکی که توسط Berkshire Hathaway وارن بافت پشتیبانی می‌شود، دارای باتری‌های تیغه‌ای پیشرفته‌ای است که سلول‌های LFP را در آرایه‌ای کارآمدتر برای افزایش چگالی انرژی و افزایش مقاومت آن‌ها در برابر گرمای بیش از حد قرار می‌دهد.
LFP هنوز کمتر از ۱۰ درصد از کل سلول‌های Li-ion را تشکیل می‌دهد، اما رایان کستیلوکس، مدیر عامل Adamas Intelligence، گفت که استقرار جهانی آن در نیمه دوم سال ۲۰۲۰ بیش از ۶۰۰ درصد افزایش یافته است.
برای به دست آوردن برتری در آینده صنعت حمل و نقل، مونتاژکنندگان EV و تولید کنندگان باتری به شدت به دنبال فناوری‌های جدید برای تولید باتری‌های نسل بعدی هستند که می‌توانند با سرعت سرسام آور برقی سازی در جاده‌ها همگام شوند.
به گفته آژانس بین‌المللی انرژی، تا سال ۲۰۳۰، انتظار می‌رود در مجموع ۱۴۵ میلیون خودروی برقی در سراسر جهان در جاده‌ها تردد کنند که یک جهش بزرگ از ۱۰ میلیون دستگاه در سال ۲۰۲۰ است.
بر اساس پیش‌بینی بانک سوئیس UBS، در چین، بزرگترین بازار خودروهای برقی جهان، از هر پنج خودروی سواری جدیدی که در سال ۲۰۳۰ فروخته می‌شود، سه دستگاه با باتری کار می‌کنند که این رقم می‌تواند به بیش از ۱۲ میلیون دستگاه برسد.
Castilloux آن را به عنوان “سونامی تقاضا” توصیف کرد که می‌تواند فشار بی سابقه‌ای را بر زنجیره تامین باتری و مواد موتور وارد کند و باعث افزایش قیمت در لیتیوم، نیکل، کبالت، نئودیمیم، پرازئودیمیم، دیسپروزیم و تربیوم شود.
CATL در حال توسعه باتری سدیم یون جدیدی است که از مواد خام ارزان‌تری استفاده می‌کند.
این شرکت ادعا می‌کند که به سازندگان خودروهای برقی جایگزینی برای فناوری‌های موجود ارائه می‌دهد که از کبالت به عنوان ماده اصلی استفاده می‌کنند. محدوده نمونه اولیه در حال حاضر با باتری‌های LFP قابل مقایسه است.
CATL قصد دارد در سال ۲۰۲۳ یک زنجیره صنعتی پایه برای تولید انبوه فناوری باتری سدیم یون تشکیل دهد.
کوین شن یانان، رئیس و یکی از بنیانگذاران Li Auto، یکی از سه خودروی برقی هوشمند برتر، گفت: رویکرد درست برای فناوری جدید باتری، رویکردی است که به کبالت و نیکل کمتری نیاز دارد، زیرا مقدار محدودی از فلزات وجود دارد. استارت آپ‌ها در چین در حال زیر نظر گرفتن توسعه فناوری جدید هستند.
ال جی ماه گذشته اعلام کرد که با دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو همکاری کرده است تا به طور مشترک نسل بعدی باتری حالت جامد را توسعه دهند تا از رقبا پیشی بگیرند.
باتری حالت جامد گزینه بهتری تلقی می‌شود زیرا برق حاصل از الکترودهای جامد و الکترولیت جامد ایمن‌تر، قابل اعتمادتر و کارآمدتر از الکترولیت‌های ژل مایع یا پلیمری موجود در باتری‌های لیتیوم یون یا لیتیوم پلیمر موجود است.
در مقاله‌ای که در Science، یکی از مجلات معتبر دانشگاهی منتشر شده، آمده است: فناوری جدید باتری ال‌جی ۵۰۰ چرخه شارژ و دشارژ را با ۸۰ درصد حفظ ظرفیت در دمای اتاق ارائه می‌کند.
پیش از این، باتری‌های حالت جامد از لیتیوم فلزی به عنوان آند استفاده می‌کردند که فقط در دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد یا بالاتر شارژ می‌شد و نگرانی‌هایی در مورد نرخ شارژ افزایش می‌داد.
NIO هنوز نام تامین کننده باتری‌های حالت جامد خود را اعلام نکرده است.
تحلیلگران انتظار داشتند که CATL بسته‌های باتری جدید را برای NIO تولید کند زیرا شرکت فوجیان نیز در حال توسعه این فناوری است.