Дві технології літій-іонних батарей змагаються за лідерство в індустрії на сотні мільярдів доларів. Financial Times розповів про особливості методів і дізнався про основних гравців сфери виробництва батарей. Forbes обрав головне з матеріалу
Forbes Ukraine випустив новий номер журналу. Придбати його з безкоштовною доставкою можна за цим посиланням. У журналі: перший список найкращих роботодавців для ветеранів, список перспективних молодих українців «30 до 30», 40 компаній, які вийшли на іноземні ринки під час війни, історії Марії Берлінської, Всеволода Кожемяки та загалом майже два десятки текстів.
Технологія літій-іонної батареї поки є незамінною для індустрії електромобілів і зберігання надлишку електроенергії, які наразі відіграють ключову роль у переході світу на безвуглецеву економіку.
Зростання попиту обіцяє чималі прибутки. Світовий виторг від літій-іонних батарей виросте до $700 млрд на рік до 2035-го, повідомляє Benchmark Mineral Intelligence. А до того часу $730 млрд буде вкладено у батарейні виробництва, видобування потрібних матеріалів і заводи для їхньої обробки, щоб задовольнити попит на літій, нікель і кобальт.
«Розвʼяжеться боротьба за те, хто зможе розробити найпередовіші технології у світі», – вважає головний технологічний директор найбільшої літієвої компанії світу Albemarle Ґлен Мерфелд.
Розквіт літій-іонних батарей
Технологію винайшли науковці у США у 1970-х, а комерціалізувала її японська Sony у 1991 році, коли використала її у своїх відеокамерах Handycam. Літій-іонні батареї потужніші та компактніші, ніж свинцево-кислотні чи нікель-кадмієві, які до того домінували на ринку перезарядних батарей.
Після того як літій-іонні батареї допомогли народитися індустрії портативних пристроїв, вони перемогли усіх інших конкурентів у сфері виробництва електромобілів. Це сталося тоді, коли витрати на виробництво літій-іонних батарей упали на 90% за 10 років. Згідно з даними лондонської консалтингової фірми з питань батарейної промисловості Rho Motion, уже цього року наявні літій-іонні батареї можуть дати понад 1 терават-годин енергії. Це приблизно для 17 млн електромобілів середнього розміру.
На зростання попиту на літій-іонні батареї впливає й відносно нова індустрія зберігання електрики, яка розширюватиметься через непостійність сонця та вітру як джерел енергії, а саме вони – в центрі «зеленого» енергетичного переходу планети. Але наразі найбільше інвестицій йде саме на виробництво батарей для електромобілів.
Усі батареї працюють за однаковим принципом: потік іонів (електрично заряджені атоми) проходить від аноду до катоду через хімічний матеріал під назвою електроліт і таким чином утворюється струм. Під час заряджання процес йде у зворотному напрямку.
Інновації у питанні матеріалів допомогли створити спектр батарей із різними характеристиками, залежно від бажань виробника та призначення батареї. Тобто різноманіття матеріалів дозволяє регулювати остаточні вартість, вагу, місткість, час зарядки, кількість зарядних циклів і безпеку батареї.
«Літій-іонна платформа дала нам змогу відкрити нові матеріали, які можна використати для аноду, катоду та електроліту», – пояснив Венкат Срінівасан, директор наукового центру Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science, який належить до національної лабораторії США.
Аноди зазвичай роблять із графіту і від них залежить те, як швидко зарядиться батарея. Катоди, які виробляють із різних матеріалів, визначають вартість батареї й те, скільки енергії в ній може зберігатися.
На ринку електромобілів два хімічні склади катоду змагаються за лідерство: NMC, який включає літій, нікель, манган і кобальт у змінних пропорціях, і LFP, до якого входять літій, залізо й фосфати.
Дві технології виробництва батарей
Південнокорейські LG Energy Solution і Samsung SDI майстерно виробляють NMC-катоди. Їх використовують у більшості західних електромобілів завдяки тому, що такі акумулятори забезпечують довшу тривалість поїздки на одному заряді. Але саме на китайські компанії припадає 75% світового виробництва NMC-катодів, повідомляє Benchmark.
Китай фактично одноосібно контролює виробництво LFP-катодів – 99% світового ринку. Технологія набула популярності в країні завдяки тому, що забезпечує більшу густину енергії, вищий рівень безпеки батареї й нижчу ціну, порівняно з NMC-катодами. Згідно з оцінкою Rho Motion, частка LFP-катодів на китайському ринку всього за три роки виросла з 13% до 60%.
На ринку електромобілів два хімічні склади катоду змагаються за лідерство: NMC, який включає літій, нікель, манган і кобальт у змінних пропорціях, і LFP, до якого входять літій, залізо й фосфати. Фото Адаптація Forbes Ukraine з FT
Боротьба між виробниками батарей із різним хімічним складом матиме величезний вплив на світову пропозицію та попит на літій, нікель і манган. Від того, на чий бік схилятимуться шальки терезів, залежатиме процвітання країн, які постачають ці матеріали, – Індонезії, Демократичної Республіки Конго й Чилі.
А вибір споживачів, політиків і автовиробників відіграє важливу роль у тому, на скільки сильно Китай стисне у своєму залізному кулаці світовий ринок електромобілів, а отже і перехід на чисту енергію.
На ринку електромобілів два хімічні склади катоду змагаються за лідерство: NMC, який включає літій, нікель, манган і кобальт у змінних пропорціях, і LFP, до якого входять літій, залізо й фосфати. Фото Адаптація Forbes Ukraine з FT
За словами Дірка Уве Зауера, викладача і дослідника батарей та енергетичних систем, третина вартості пасажирського електромобіля – це батарея. Якщо не контролювати виробництво батарей, то у майбутньому можна отримати купу проблем у світі, в якому ти не знаєш, хто буде твоїм другом завтра і чи доставить він те, що вам потрібно, попереджає Зауер.
Західні стартапи працюють над власною технологією LFP-катодів, а корейські виробники батарей намагаються наздогнати китайських. LG Energy Solution, найбільший виробник електромобільних батарей після китайської CATL, у березні оголосив, що $2,3 млрд з $5,5 млрд інвестицій у виробництво в Аризоні підуть на LFP-батареї для систем зберігання енергії.
Технологію літій-іонних батарей винайшли науковці у США у 1970-х, а комерціалізувала її японська Sony у 1991 році, коли використала її у своїх відеокамерах Handycam. Фото Getty Images
Майкл Фінеллі, президент зі зростання в компанії Solvay, яка постачає компоненти для батарей, каже, що батарейній індустрії треба вирости у 10 разів впродовж наступних кількох років. Батарея – це ключовий компонент переходу на «зелену» енергію. Батареї тепер відносять до критичних товарів для національної безпеки, тому у питанні їхнього виробництва на інших краще не покладатися, пояснює Фінеллі.
Експерти додають, що міжнародні автовиробники просять корейські компанії виробляти батареї з LFP-катодами, але Корея не може перемогти Китай у війні цін на цей товар. Усе завдяки величезній підтримці сектору китайським урядом.
Дешевизна та масштаби виробництва LFP-катодів залишають Захід і західні компанії на роздоріжжі. Ford, приміром, уже потрапив у вихор скандалу за те, що уклав із китайською CATL ліцензійну угоду на виробництво LFP-батарей у США.




26 вересня на Форумі «Енергія бізнесу» Forbes збирає регуляторів і лідерів бізнесу. Мета заходу — обговорити проблеми і знайти рішення, які дозволять зробити українську енергетику дешевою, рясною та стійкою. Встигніть купити квиток!
Ви знайшли помилку чи неточність?
Залиште відгук для редакції. Ми врахуємо ваші зауваження якнайшвидше.