Докато индустрията на електрическите автомобили изпитва трудности, GM прави голям залог върху нови химични състави, за да съживи продажбите и да си върне глобалното лидерство.

В бързо разрастващите се лаборатории за батерии на General Motors в предградията на Детройт учени и инженери анализират натоварванията върху литиево-йонните клетки: пустинна жега, арктически студ, влажност като в джунгла и цикли на зареждане и разреждане, достатъчни за няколко живота. Изследователите наблюдават химичния състав на клетките до атомно ниво с помощта на електронни микроскопи.

Според компанията новият химичен състав е изключително балансиран – за разлика от други технологии, при които високата енергия обикновено е за сметка на жизнения цикъл или цената. Тези батерии биха могли да дадат на GM предимство пред Китай и по друг начин – като разчитат повече на американска верига за доставки, която тепърва се изгражда.

В отговор на въпрос за сегашното господство на Китай, Тим Келти, вицепрезидент на GM, отбеляза, че компанията знае срещу кого се изправя. Той обясни иронията, че спечелилата Нобелова награда LFP технология е разработена в САЩ, в Тексаския университет. Докато американските компании са се колебаели, Китай е усвоил патентованата технология и е изградил своя LFP империя. Келти заяви, че китайските компании са нарушавали интелектуалната собственост в продължение на години, но са продавали само на вътрешния си пазар, така че това не е било проблем. Сега обаче тези патенти са изтекли, което им позволява да изнасят LFP батерии без ограничения.

Той добави, че GM трябва да помни кои са конкурентите и че с новата LMR технология компанията може да надмине производителността на китайските LFP батерии, но на сходна цена.

LMR – технологията с огромен потенциал

Според експерти от GM, LMR технологията съществува от десетилетие, но изследователите не са могли да преодолеят проблеми с напрежението, което е намалявало с времето. Преди пет години GM е ускорила разработката, като е започнала с клетки с размер на монета. Компанията е решила проблемите с издръжливостта и постепенно е преминала към по-голяма призматична форма, която ще се използва в автомобилите.

Сред северноамериканските автомобилни производители GM беше от първите, които заложиха на собствено производство на батерии с високо съдържание на никел. Тази NCM (никел-кобалт-манган) химия е с най-висока енергийна плътност и в момента се използва в почти всеки ел. автомобил, продаван в Америка. Първоначално производителят изпитваше трудности с мащабното производство на тези батерии, което забави производството на някои модели. Сега обаче тези инвестиции се изплащат и дават на GM потенциално предимство пред конкурентите. В партньорство с LG Energy Solution, GM вече произвежда повече литиево-йонни клетки от всеки друг автомобилен производител в Северна Америка в заводите си в Охайо и Тенеси.

Келти твърди, че GM може да произвежда тези клетки на по-ниска цена от всеки местен конкурент. Въз основа на анализи на батериите на около двадесет конкуренти, той заяви, че GM все още не е производител номер едно по отношение на цената на целия пакет батерии, но ще достигне тази цел със следващото си поколение ел. автомобили. Като пример той посочи, че призматичните LMR пакети ще изискват 50% по-малко части.

Батериите с високо съдържание на никел може да предлагат най-голям пробег, но са скъпи заради високото съдържание на никел и кобалт. Добивът на кобалт също е етично проблемен, тъй като често се свързва с мини в Африка, където деца извършват опасен труд срещу нищожно заплащане. Цената на тези батерии, която представлява около 30% от стойността на автомобила, остава основният фактор, който прави ел. автомобилите недостъпни за много хора. Това е причината впечатляващият Cadillac Lyriq-V с 615 к.с. да стартира от над 81 000 долара, Cadillac Escalade IQ да струва 130 000 долара, а пикапът Chevy Silverado EV – 75 000 долара.

Отговорът на Китай на този проблем бяха LFP (литиево-желязо-фосфатни) батерии, които предизвикаха революция в електрическите автомобили в страната, особено при малките бюджетни модели. Тези батерии са безопасни и издръжливи, като заменят скъпите кобалт и никел с евтини и изобилни желязо и фосфат. GM, Ford и Stellantis са сред западните производители, които сега също се стремят да произвеждат собствени LFP батерии. Компромисът при тях обаче е по-слабият пробег и по-ниската производителност. Най-новата LFP батерия „Blade“ от китайския производител BYD предлага около 350 ватчаса на литър обем. За сравнение, батериите на GM с високо съдържание на никел и цилиндричните клетки 4680 на Tesla достигат над 600 ватчаса.

Иновацията на LMR технологията (богата на литий и манган) намира златната среда чрез добавянето на значително количество манган – изобилен сребристосив метал. Клетките жертват съвсем малка част от пробега в сравнение с най-мощните дизайни с високо съдържание на никел. В същото време те биха могли да бъдат значително по-евтини и да надминат LFP батериите по пробег и производителност. Ford също обяви собствен пробив в LMR технологията.

В тази надпревара на химичните състави действието се развива основно в катода. Това е положителният електрод на батерията, който генерира електричество за автомобила и приема електрони по време на разреждане.

Днешните NCM батерии съдържат до 85% никел в катодите си, 10% манган и 5% кобалт. LMR батериите обръщат това съотношение.