Удельная стоимость батарей для электромобилей снизилась на 65% в период с 2015 по 2023 гг., с $398 до $139 на киловатт-час емкости, следует из данных Международного энергетического агентства (МЭА). В ближайшие годы большое влияние на доступность электромобилей будут оказывать инновации в производстве литий-ионных батарей и их альтернатив — натрий-ионных и литий-серных аккумуляторов.
Наиболее распространенными являются высоконикелевые (по материалу катода) аккумуляторы, на долю которых в 2023 г. приходилось 54% глобального рынка электромобилей. По данным МЭА, еще 40% спроса обеспечивали литий-железофосфатные (LFP) аккумуляторы, а 6% — низконикелевые. Конкуренцию им могут составить литий-марганцево-железо-фосфатные аккумуляторы (LMFP), отличающиеся более высокой плотностью энергии (на 10–20%), а также литий-никель-марганец-кобальт-оксидный аккумуляторы (NMC), позволяющие уменьшать количество дорогостоящего кобальта в составе катода. Рост эффективности будет связан и с применением кремния и металлического лития в качестве материалов анода — емкость этих материалов в десять с лишним раз выше, чем у применяемого сегодня графита.
Еще одно направление новаций — внедрение аккумуляторов с твердотельным электролитом, которые устраняют риск утечек и возгораний и обеспечивают возможность использования в широком диапазоне температур (от минус 50 до плюс 120 градусов Цельсия). Твердотельные аккумуляторы отличаются высокой плотностью энергии и могут работать на протяжении большого количества циклов «заряда-разряда». Правда, твердотельные аккумуляторы подвержены образованию дендритов, которые могут вызывать короткие замыкания. Наряду с дороговизной материалов, это сдерживает их промышленное внедрение.
Свою нишу на рынке могут занять и натрий-ионные батареи, которые могут выдерживать до 6000 циклов «заряда-разряда» (против 3000 у литий-ионных аккумуляторов). Если литий-ионные аккумуляторы производятся на основе меди, то в натрий-ионных используется более доступный алюминий. К достоинствам натрий-ионных батарей также относится возможность быстрой зарядки и меньшая подверженность возгоранию. Свои преимущества есть и у литий-серных аккумуляторов: в частности, это отсутствие кобальта в составе катода, а также более высокая энергетическая плотность (250–500 Вт*ч/кг), чем у литий-ионных аккумуляторов (150–260 Вт*ч/кг).
Согласно прогнозу McKinsey, к 2030 г. на долю натри-ионных, литий-серных и твердотельных литий-ионных аккумуляторов будет приходиться в общей сложности 13% рынка электромобилей. Однако доминирующее положение будут занимать высоко-никелевые и литий-железофосфатные литий-ионные аккумуляторы (87%).
