Elektromobily jsou stále oblíbenější jako ekologičtější náhrada běžných automobilů s benzinovým motorem. Baterie je jednou ze základních součástí, které umožňují provoz elektromobilů. Zamysleli jste se však někdy nad výrobním procesem těchto baterií? Tento článek se bude zabývat výrobou baterií pro elektromobily, používanými materiály a jejich vlivem na životní prostředí.
Lithium-iontová baterie je nejtypičtějším typem baterie používaným v elektromobilech. Tyto baterie jsou známé svou dlouhou životností, nízkou hmotností a velkou hustotou energie. Při výrobě lithium-iontových baterií se používají především lithium, kobalt, nikl a grafit.
Hlavními zdroji lithia, vysoce reaktivního kovu, jsou ložiska solanky a minerály tvrdých hornin, jako je spodumen a petalit. Hlavními zdroji těžby kobaltu a niklu jsou rudy z míst, jako je Demokratická republika Kongo a Kanada. Uhlík se nachází ve formě grafitu, který může být přírodní nebo umělý.
Je v současné době k dispozici dostatek surovin pro uspokojení rostoucí poptávky po bateriích pro elektromobily? Nabídka těchto prvků, zejména kobaltu, je znepokojující, ale je vyvíjeno úsilí o zvýšení produkce a objevení náhradních zdrojů. Aby byl výrobní proces udržitelnější a méně závislý na vzácných zdrojích, zkoumají vědci nové chemické technologie baterií, které využívají méně kobaltu.
Jedním z ekologických problémů spojených s výrobou baterií je však těžba lithia. Za účelem těžby lithia se obvykle hloubí povrchové doly nebo se odčerpává solanka z podpovrchových nádrží obsahujících lithium. Tyto činnosti mohou mít významný dopad na místní ekosystémy a zásoby vody. Emise skleníkových plynů jsou také důsledkem energeticky náročných procesů používaných při těžbě lithia a výrobě baterií.
Pokud jde konkrétně o baterie společnosti Tesla, podnik využívá charakteristickou konstrukci baterií známou jako „Tesla Gigafactory“. Tyto baterie se skládají z desítek tisíc malých lithium-iontových článků, které jsou uspořádány do modulů a teprve poté jsou sestaveny do balíčku. Společnost Tesla spolupracuje s těžebními společnostmi, aby si udržela stálý přísun minerálů pro své baterie, které získává od různých dodavatelů.
Suroviny se v továrně Gigafactory přeměňují na součásti baterií prostřednictvím řady výrobních procesů. Jedná se o výrobu separačních fólií, elektrolytů, anodových a katodových materiálů a také obalů článků. Po dokončení se tyto díly spojí dohromady a vytvoří bateriové články, které se následně zabudují do bateriových sad.
Souhrnně lze říci, že k výrobě baterií pro elektromobily, zejména lithium-iontových baterií, se používají minerály včetně lithia, kobaltu, niklu a grafitu. Přestože existují obavy o zásoby těchto materiálů, pokračující výzkum se snaží zajistit udržitelnější náhrady. Těžba a výrobní postupy používané při výrobě baterií však mohou mít nepříznivý vliv na životní prostředí. S rostoucím využíváním elektromobilů je nezbytné, aby průmysl pokračoval v práci na postupech šetrnějších k životnímu prostředí.
Recyklace lithiových baterií je možná. Baterie se při recyklaci sbírají a rozdělují na jednotlivé součásti, mezi něž patří lithium, kobalt, nikl a další kovy. Z těchto materiálů pak lze vyrobit nové baterie nebo jiné předměty. Recyklace lithiových baterií pomáhá chránit přírodní zdroje a snižuje dopad výroby a těžby těchto materiálů na životní prostředí.
Lithium-iontové články, systém řízení baterie (BMS), chladicí systémy a konstrukční prvky patří mezi základní součásti autobaterie Tesla. Hlavním zařízením pro ukládání energie jsou lithium-iontové články, které se obvykle skládají ze separátoru mezi kladnou elektrodou (katodou) z oxidu kobaltnatého lithia a zápornou elektrodou (anodou) z grafitu. Sady baterií pro elektromobily Tesla vznikají kombinací a propojením těchto článků v sériových a paralelních kombinacích. Systém BMS sleduje a řídí řadu faktorů, které zaručují optimální provoz, účinnost a bezpečnost baterie. Konstrukce podpírají a chrání sadu baterií, zatímco chladicí systémy pomáhají kontrolovat teplotu baterie, aby se maximalizoval její výkon a životnost.
Ano, baterie pro elektromobily (EV) lze vyrábět bez lithia. Jako alternativy se zkoumají a vyvíjejí různé chemické typy baterií, přestože lithium-iontové baterie jsou nyní nejoblíbenějším typem používaným v elektromobilech díky své vysoké hustotě energie a prodloužené životnosti. Několik příkladů představují polovodičové baterie, lithium-sírové baterie a nikl-metalhydridové baterie (NiMH). Tyto alternativní technologie baterií mají rozptýlit obavy z ceny, dodávek a vlivu lithia na životní prostředí. Je však nutné si uvědomit, že lithium-iontové baterie v současné době vládnou trhu s elektromobily a tyto alternativní technologie baterií jsou stále v různých fázích vývoje.
Baterie pro elektromobily se vyrábějí z různých surovin, které se získávají po celém světě. Mezi základní suroviny patří lithium, kobalt, nikl a grafit. Většina lithia používaného v lithium-iontových bateriích pochází ze zemí, jako je Austrálie, Chile a Argentina. Hlavním dodavatelem niklu je Demokratická republika Kongo, nikl se těží také v Rusku, Kanadě a Austrálii. Dalším nezbytným prvkem je grafit, který se dováží převážně z Číny, Brazílie a Kanady. Před použitím k výrobě baterií pro elektromobily se tyto suroviny dále čistí a zpracovávají.