Зашто се литијумске батерије за покретање аутомобила нису широко користе?

Дакле, када причамо о аутомобилским батеријама, разумимо да говоримо о стартерским батеријама – виталним органима који помажу у покретању и пружању енергије за ваше добре старе аутомобиле са мотором са унутрашњим сагоревањем. Оне су додатне у односу на велику тракциону батерију коју електромобили користе како за превозну удаљеност, тако и за снагу. Иако се технологија Литијум-јон (Li-Ion) све чешће користи за широк спектар примене, она је прилично неуобичајена када је реч о стартерским батеријама за аутомобиле. У овом чланку испитујемо ширу слику иза тога, анализирајући технолошке, економске и логистичке проблеме који су спречили литијум-јонске батерије да се масовно употребљавају у овој области.

Чему служе стартерске аутомобилске батерије?

Врста стартерских батерија које ћете пронаћи у моторним возилима дизајнирана је да произведе кратак импулс енергије, довољно дуг да само покрене мотор и започне процес сагоревања. Такође, оне морају радити на врхунском нивоу без обзира на услове — ледене зиме, вруће лето и морају хармонично функционисати са електроником возила. Покретање мотора, за разлику од батерија за електромобиле које су пажљиво оптимизоване за густину енергије (возила за дуге растојања), има потпуно другачије захтеве: густину снаге и дужи век трајања при циклусима високе снаге. Ова тачка је значајна јер поставља референтну тачку са којом ће се упоређивати свака алтернативна технологија батерија која жели да преузме ове функције. Технологија литијум-јонских батерија је уопште зреља, али одмах се сусреће са читавим низом проблема када се користи у овим применама, о чему ћемо говорити у следећим одељцима.

Технолошки и перформансни ограничења

Користи се литијум-јонска батерија, а затим и традиционални оловно-кисели акумулатор, који има већу густину енергије и мању тежину. За многе примене, ове предности нису толико битне. Друго питање је како се те батерије понашају на високим и ниским температурама. У хладном климату, литијум-јонске ћелије могу бити проблематичне јер обезбеђују само одређену количину стартних ампера, што није довољно за покретање возила. Насупрот томе, оловно-киселине батерије су и даље моћне у таквим условима и увек могу обезбедити напајање, чак и када је хладно. Штавише, горе поменута литијум-јонска батерија захтева компликовано праћење напона ради спречавања прекомерног пуњења и/или уређаје за спречавање прекомерног празнења када се пуни у возилу где то није уобичајено, на пример зато што такво возило захтева много једноставније детекторе за оловно-киселине батерије. Литијум-јонске батерије морају се стално пажљиво пратити и управљати њима, иначе могу бити оштећене или уништене, што додаје још више комплексности и трошкова.

Економски и безбедносни проблеми

Цена је још један проблем код литијум-јонских стартер батерија. Знатно су скупље за производњу у односу на оловне батерије, које имају предност деценијама унапређења и економије размере. Али чак и по тој цени, оловне батерије тек задовољавају већину крајњих корисника и произвођача. Безбедност је још један кључни фактор. Литијум-јонска батерија може бити опасна или небезбедна ако буде пробушена, прегрејана или дође до кратког споја. Због тога су, иако далеко од савршене безбедности, оловне батерије сигурније/стабилније у тешким условима (аутомобилске) употребе. Због ових чинилаца, литијум-јонске батерије су слабо погодне за масовну употребу као стартер батерије с обзиром на економску сврсисходност и безбедност.

Распрострањеност оловних батерија

Постоји разлог због ког је оловно-киселина батерија постојала више од 100 година као стандард у аутомобилској индустрији. Веома су поуздане и могу доставити високу струју потребну за покретање мотора без значајног оштећења током испуштања. Штавише, технологија је зрела; већ постоје процеси производње и рециклирања који враћају већину материјала назад у употребу, што према објављеним студијама указује на одрживост. То се допуњује чињеницом да се оловне батерије уклапају у постојеће возилске архитектуре и показују се као нешто што не захтева велике измене система, попут станица за пуњење или електричне инфраструктуре. Наравно, лако је интегрисати их у друге технологије и фабрике, заједно са њиховом ниском ценом, што их чини очигледним избором. Кључно је да аутомобилска индустрија има мало добити од преласка на литијум-јонске батерије за покретање, поготово када установљена оловно-кисела технологија обезбеђује мир код потрошача.

Buduće perspektive i trendovi u industriji

То све може бити потпуно другачија прича у будућности када је у питању почетно пуњење батерија, мада се очекује да ће ове промене бити маргиналне. Међутим, ти ограничења постају све управљивија напретком у литијум-јонским хемијама, укључујући ажурирања разних верзија деривата литијум гвожђе фосфата који их чине безбеднијим и/или економичнијим. Али технологија би морала да еволуира, а индустријски стандарди и потрошачи би морали да се прилагоде томе, кажу запажачи индустрије. Како возила уводе све више електронских карактеристика и прелазе на хибридизацију, потражња за стартер батеријама може еволуирати, потенцијално стварајући отвор за литијум-јонске батерије. Али оловне батерије ће и даље бити водећа технологија у кратком року, јер имају успостављену инфраструктуру и нуде економске предности. Прелазак на нове технологије биће мешавина стварања и функционалне неопходности.

Укратко, батерије за аутомобиле са литијум-јонским технологијама нису распрострањене у системима старт-стоп због ограничења у перформансама и трошковима, сигурносних питања и веома јаке доминанције постојеће оловно-киселинске технологије. Литијум-јонска технологија има потенцијал за друге примене, али је досад релативно мало коришћена у традиционалном стартовању аутомобила. Ове чињенице објашњавају зашто се иновације и даље развијају у другим секторима, док се у аутомобилској индустрији задржавају проверена и испробана решења.