Din acest articol vei afla din ce materiale se fac bateriile la mașina electrică și ce state din lume sunt cei mai importanți producători de astfel de materiale.
Ce este o baterie pentru o mașină electrică
O baterie de vehicul electric, numită și baterie de tracțiune, este o baterie reîncărcabilă utilizată pentru a alimenta motorul electric al unui vehicul electric cu baterie (complet electric) sau un vehicul electric hibrid (care combină un motor convențional cu combustie internă cu un sistem de propulsie electric).
Bateriile pentru vehiculele electrice sunt, de regulă, baterii litiu-ion, însă există și mașini care folosesc baterii nichel-cadmiu sau baterii de nichel și hidrură metalică.
Din ce materiale se fac bateriile la mașina electrică – bateriile litiu-ion
Bateriile litiu-ion au fost inițial dezvoltate și comercializate cu scopul de a fi utilizate pentru alimentarea laptopurilor și a altor electronice. Datorită densității ridicate de energie și a duratei de viață lungi, ele au devenit principalul tip de baterie utilizat pentru alimentarea vehiculelor electrice.
De la introducerea lor pe piață în 1991, bateriile litiu-ion au cunoscut un progres remarcabil. În 30 de ani, densitatea de energie a crescut de 3 ori, în vreme ce costul lor a scăzut de 10 ori, potrivit Wikipedia.org.
De ce sunt importante bateriile litiu-ion
Invenția și comercializarea bateriilor litiu-ion reprezintă reprezintă una dintre tehnologiile cu cel mai mare impact asupra istoriei umanității întrucât au făcut posibile electronicele portabile de larg consum, precum laptopurile, telefoanele mobile și mașinile electrice (așa-numita „revoluție a mobilității electrice”).
Importanța bateriilor litiu-ion a primit recunoaștere mondială în 2019, când 3 cercetători din SUA, Marea Britanie și Japonia au primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru „dezvoltarea bateriilor litiu-ion”.
Din ce materiale se fac bateriile la mașina electrică – componente majore
Potrivit datelor think-tank-ului Transport & Environment, citate de publicația britanică driving.co.uk, componentele majore dintr-o baterie litiu-ion pentru mașini electrice sunt: grafit, cupru, oțel, aluminiu, litiu, mangan, cobalt, nichel și fier.
Iată care sunt principalele materiale folosite la fabricarea bateriilor litiu-ion pentru mașini electrice:
1. Grafit. În general, electrodul negativ (anod) al unei baterii convenționale cu ioni de litiu este făcut din grafit. Grafitul, același material care se regăsește și în miezul unui creion, este o formă cristalizată de carbon. Mai exact, acesta este un mineral răspândit în natură, cu o compoziție chimică de carbon pur. Potrivit sursei citate, circa 70% din rezervele mondiale de grafit se află în Turcia, China și Brazilia.
Din ce se fac bateriile pentru mașini electrice
2. Aluminiu. Este un metal ușor, ce are o densitate mai mică decât alte metale comune (de 3 ori mai mică decât oțelul). În cazul bateriilor litiu-ion, aluminiul este folosit în catod (electrodul pozitiv), precum și pentru carcasa bateriei, deoarece are avantajul unei greutăți reduse pentru rezistența oferită. De asemenea, aluminiul este folosit pentru fabricarea colectorului de curent utilizat pentru catod.
Revenind la din ce materiale se fac bateriile la mașina electrică, trebuie menționat că aluminiul se obține din bauxită, care este o rocă sedimentară cu un conținut ridicat de aluminiu. Cele mai importante locații pentru extracția bauxitei se află în Australia, China și Republica Guineea. Bauxita mai este extrasă și din cariere din Brazilia, India, Indonezia, Rusia și Jamaica.
Deși bauxita este extrasă de regulă din mine deschise, care pot avea un impact major asupra mediului, aluminiul are avantajul că poate fi reciclat în mod constant, aproape la nesfârșit, mai arată publicația driving.co.uk. Aproximativ 75% din tot aluminiul utilizat la ora actuală a fost reciclat la un moment dat.
Din ce materiale se fac bateriile la mașina electrică – listă
3. Nichel. Acest metal dur, de culoare alb-argintie, se găsește în cantități foarte mici în scoarța Pământului, de obicei în anumite tipuri de roci magmatice. O altă sursă de nichel constă în miezul meteoriților din nichel și fier. Fiind atât de greu de găsit, nichelul este și foarte scump: o tonă de nichel se vinde cu circa 15.000 de dolari la ora actuală, potrivit markets.businessinsider.com.
Conform Institutului de Nichel, o asociație globală a celor mai mari producători de nichel din lume, peste 50% din resursele mondiale de nichel sunt în Australia, Indonezia, Rusia, Africa de Sud și Canada. Rusia este al treilea cel mai mare producător de nichel – imediat după invazia Ucrainei în 2022, prețul nichelului a sărit de 25.000 de euro.
De asemenea, metalul este extras și în SUA, Columbia, Brazilia, Suedia, Finlanda, Coasta de Fildeș, Tanzania, Botswana, Zimbabwe sau China.
Metale folosite la bateriile electrice
4. Cupru. Este un metal moale, maleabil și ductil, având o conductivitate electrică și termică foarte ridicată – din acest motiv este materialul cel mai des folosit pentru fabricarea cablurilor electrice.
Este mai ieftin decât alte metale folosite la bateriile electrice, prețul la momentul actual fiind de circa 7.500 de euro pe tonă.
De regulă, la bateriile litiu-ion, cuprul este folosit la fabricarea colectorului de curent pentru anodul bateriei, precum și pentru diverse cablaje.
Cuprul este produs în numeroase țări, însă Chile este cel mai mare producător de cupru din lume, având o cotă de piață de 27%, potrivit Forumului Economic Mondial. Alți producători importanți sunt Peru, China, Republica Democrată Congo și SUA. Precum aluminiul, și cuprul poate fi reciclat cu ușurință și nu se degradează prin reciclare repetată.
Din ce materiale se fac bateriile la mașina electrică – listă de componente
5. Oțel. Acest aliaj de fier și carbon este folosit pe scară largă în numeroase industrii. În cazul bateriilor electrice, el este folosit ca protecție, pentru a menține componentele interne ale bateriei în siguranță în caz de impact, mai notează publicația britanică.
Foarte multe țări din lume produc oțel. Potrivit datelor Asociației Mondiale a Oțelului, în decembrie 2022 s-au produs, în total, aproape 141 de milioane de tone de oțel în 64 de țări. China, India, Japonia, SUA și Rusia sunt cei mai mari producători de oțel.
6. Mangan. Acest metal argintiu, dur și sfărâmicios, se găsește în minereuri în combinație cu fierul. Este folosit ca parte a catodului și este utilizat ca material de stabilizare, pentru a ajuta bateria să-și mențină funcțiile de încărcare și descărcare.
Manganul este un material comun în scoarța terestră, motiv pentru care este foarte ieftin, prețul său actual fiind de circa 4-5 dolari pe tonă. Cei mai mari producători de mangan din lume sunt Africa de Sud, Gabon, Australia, China, Ghana, India și Brazilia.
Din ce materiale se fac bateriile la mașina electrică – lista metalelor
7. Cobalt. Este un metal dur, lucios, cu o nuanță gri-albăstruie, ce se folosește la catodul bateriei. Precum manganul, cobaltul este utilizat pentru a stabiliza chimia bateriei, conferindu-i fiabilitate pe termen lung.
Potrivit Serviciului de prospectare geologică al Statelor Unite (USGS), Republica Democrată Congo produce aproximativ 70% din cobaltul produs la nivel mondial. În 2022, această țară a produs 130.000 de tone, la distanță uriașă de Rusia, care cu 8.900 de tone de cobalt s-a clasat pe locul 2 în clasament. Au urmat Australia, Canada și Filipine.
Cobaltul are dezavantajul că este puțin reciclabil. De asemenea, organizații internaționale pentru protecția drepturilor omului precum Amnesty International au atras atenția că acest metal a fost extras în „condiții îngrozitoare” în Republica Democrată Congo, inclusiv de către copii.
Din ce materiale se fac bateriile la mașina electrică – ce metale se folosesc
8. Fier. Acest metal foarte abundent în natură este utilizat pentru fabricarea catodului. Australia este cel mai mare producător de fier, cu o producție de 880 de milioane de tone în 2022, urmată de Brazilia, China, India și Rusia.
9. Litiu. Este un metal alcalin de culoare alb-argintie, iar în condiții standard de temperatură și presiune este metalul cu cea mai mică densitate și elementul solid cel mai puțin dens.
Chiar dacă litiul reprezintă un procent mic din greutatea bateriei (doar 3%), litiul este cea mai importantă componentă deoarece mișcarea de la un electrod la altul a ionilor de litiu este cea care creează un curent electric care poate fi ulterior utilizat pentru a propulsa mașina.
Australia produce peste 50% din litiul mondial, conform Forumului Economic Mondial, fiind urmată de Chile, China, Argentina și Brazilia.
Foto: bixusas / pixabay.com / Tennen-Gas / Wikipedia.org
Dacă acest articol despre din ce materiale se fac bateriile la mașina electrică ți s-a părut util, te-ar putea interesa și:
Cele mai ieftine mașini electrice. 4 mașini sub 30.000 de euro
Cei mai mari producători de vehicule electrice din lume. TOP 5 companii
Facturare energie electrică prosumator. Ghid cu explicațiile ANRE
Ce conține dosarul de prosumator. Ghid explicativ în 9 pași
Cum devii prosumator. Ghid detaliat în 9 pași
