Za sprawą firmy General Motors po raz kolejny zamiennik najbardziej rozpowszechnionych akumulatorów litowo-jonowych trafił na tapet całego świata. Dlaczego akumulatory litowo-metalowe są tak obiecujące?
Baterie, a dokładniej mówiąc, akumulatory napędzają smartfony, laptopy i właśnie samochody elektryczne, odgrywając w nich zawsze ogromną rolę. Kto więc nie chciałby, żeby wreszcie przeszły rewolucję i to od wielu lat pewnej stagnacji? Zwłaszcza że akumulatory litowo-metalowe mogą potencjalnie przewyższać powszechnie te wszechobecne litowo-jonowe na wiele sposobów.
Od dawna mają jednak spory problem – skłonność do spektakularnych awarii w postaci wybuchów, ale i na to naukowcy znaleźli w ostatnich latach kilka rozwiązań. Jedni przykładowo ograniczyli tak zwane dendryty, czyli „małe igłowate struktury”, które powstają razem z wykorzystywaniem akumulatora i wreszcie przebijają separator, który izoluje katodę i anodę akumulatora, trafiając między jego dodatnią i ujemną stroną, co może powodować zwarcie w łatwopalnym płynie akumulatora.
Innymi słowy, prace nad okiełznaniem akumulatorów litowo-metalowych nabierają tempa, ale warto tutaj pamiętać, że pierwsze tego typu ogniwo powstało już w latach 70. Skąd ich potencjał? Przede wszystkim w tym, że obecny w nich radioaktywny lit metaliczny łatwo żongluje elektronami i dodatnio naładowanymi jonami litu (via Spectrum.org).
Elektryczne przygody GM
Najnowsze informacje o potencjalnej przyszłości z litowo-metalowymi ogniwami w samochodach sprowadzają się do wspomnianej firmy General Motors. Ta najwyraźniej chce w przyszłości zastąpić nimi stosowane obecnie rozwiązania litowo-jonowe i na całe szczęście dążenie do tego nie jest jedynie mrzonką.
W rzeczywistości bowiem GM poszło o krok dalej i pierwsze podwaliny pod akumulatory litowo-metalowe zaczęła już stawiać we współpracy ze znaną już sobie firmą SolidEnergy Systems. Wszystko to w celu odmienienia możliwości autorskiej platformy Ultium.
Dla przypomnienia, to platforma elektryczna General Motors trzeciej generacji opartej na zastrzeżonych akumulatorach Ultium. Te zostały opracowane we współpracy z LG Chem i pozwalają ustawiać ogniwa akumulatorów w pionowe i poziome stosy, co daje GM pełną swobodę w projektowaniu.
Różnorodność pakietów akumulatorów sprawi, że finalnie modele BEV firmy będą cieszyć się pojemnością od 50 do 200 kWh, co prowadzi do szacowanych zasięgów na poziomie do 644 km i możliwości rozpędzenia się do 96,5 km/h w jakieś trzy sekundy. Większość modeli elektrycznych na bazie tej platformy będzie miała bowiem akumulatory 400 V z funkcją szybkiego ładowania 200 kW, natomiast samochody ciężarowe będą wyposażone w zestawy 800 V z szybkim ładowaniem 350 kW.
Obecnie jednak nikt oficjalnie nie może położyć swoich konsumenckich rączek na tej platformie. Ją jako pierwszy wykorzysta elektryczny Hummer 2022, zapewniając sobie zasięg 564 km, ale jak stwierdziła ostatnio marka, postęp technologiczny umożliwił już rozszerzenie tego do 725 km na jednym ładowaniu. Tego typu możliwości z pewnością będzie miał do zaoferowania Cadillac Lyriq 2023, jako że będzie bardziej aerodynamiczny i lżejszy od Hummera. Warto zaznaczyć, że te dwa modele zostawią daleko za sobą Chevroleta Bolta EUV, który wykorzystywał technologię EV starszej generacji pod kątem zaawansowania technologicznego.
Jednak trzecia generacja platformy Ultium, to dopiero początek dla General Motors, choć ten początek nawet jeszcze się nie zaczął. Chociaż firma ma za sobą idące w setki tysiące kilometrów symulacje i testy, to jak już wspomniałem, nadal nie wprowadziła na rynek stosownych modeli. Co ważne, te po wejściu na rynek będą kompatybilne z akumulatorami litowo-metalowymi, kiedy już te będą gotowe do wejścia na rynek w wykonaniu GM.
Akumulatory litowo-metalowe od General Motors
Wspomniana współpraca nad akumulatorami litowo-metalowymi wprowadzi do kolejnej iteracji elektrycznej technologii zupełnie nowy wymiar zaawansowania BEV (Battery Electric Vehicle). Oczywiście głównie pod kątem zaplecza energetycznego, choć zapewne razem z nim doczekamy się poprawek pod kątem wydajności zaprzęgniętych do nich silników.
Najpierw jednak warto wyjaśnić, że litowo-jonowe akumulatory są obecnie poniekąd złem koniecznym, bo choć znamy ich liczne wady, to znacznie bardziej obiecujące połączenia nadal im nie dorównały. Dlatego też jesteśmy skazani na ich ciągle wysokie ceny i związane z tym wykorzystanie rzadkich surowców i podatność na awarie, co może nawet skończy się pożarem. Innymi słowy, w czystej, bo elektrycznej przyszłości, potrzebujemy dobrej alternatywy i nią właśnie mogą okazać się akumulatory litowo-metalowe.
O to, że GM nie zabraknie specjalistów, możemy być najzupełniej pewni. Firma SolidEnergy Systems jest bowiem obecnie liderem w technologii litowo-metalowej i oprogramowaniu do zarządzania akumulatorami, które wykorzystuje sztuczną inteligencję. Ich akumulatory litowo-metalowe (kiedyś staną się Ultium generacji drugiej) nie będą, technicznie rzecz biorąc, półprzewodnikowe, jako że będą bazować na ciekłych elektrolitach, co samo w sobie jest nietypowe, bo zwykle słyszymy właśnie o półprzewodnikowych rozwiązaniach tego typu. Może to i dobrze, bo jak ostatnio przyznała firma Fisker, posypując głowę popiołem, półprzewodnikowe akumulatory są nadal bardzo, ale to bardzo odległe od komercjalizacji.
Co więc obiecuje GM i SES w swojej akumulatorowej rewolucji? Na ten moment zmniejszenie kosztów o 60%, fizycznych rozmiarów oraz wagi, uzyskanie dwukrotnie wyższej gęstości energii i umożliwienie zasięgu na jednym ładowaniu do nawet 965 km. Nieźle, co nie? Jednak warto pamiętać, że ciągle mowa tutaj o technologii tylko na papierze, bo w rzeczywistości tylko przyszłość pokaże, czy powinniśmy wierzyć teraz w akumulatory litowo-metalowe tych dwóch firm.
Okaże się to do 2023 roku, bo właśnie do tego momentu z linii produkcyjnych będą zaczynać wyjeżdżać baterie litowo-metalowe. Co ważne, ambicje tego duetu przewyższają inne firmy, co podkreślają słowa prezesa General Motors, który dumnie stwierdził, że pragnie zapewniać rynkowi w tym segmencie innowacje szybciej, niż jakakolwiek inna firma.
