През последните няколко години литиевите батерии направиха революция в електрическите превозни средства. Те се използват и в други продукти, включително мобилни телефони, устройства за изпаряване, резервни хранилища за слънчева енергия, електрически четки за зъби, инструменти и лаптопи. Средно една батерия за електрическо превозно средство използва около 8 кг литий, но някои много повече. В тези на Tesla, например, има около 62,6 кг литий.

Литиевите батерии могат да бъдат скъпи и трудни за производство, тъй като за извличането му се изисква огромно количество вода и интензивна технология, използваща тежки метали. Добивът на литий също така води до минерални отпадъци, както и до ерозия на почвата и замърсяване на водата.

Не на последно място, те са много трудни за рециклиране, което води до големи загуби.

Затова и някои компании вече търсят алтернативи на литиевите батерии. Към днешна дата обаче това остава предизвикателство, тъй като литият все още се счита за жизненоважен за прехода към зелена енергия, а инвестиции и успешно проучване на алтернативни варианти все още липсват.

Липса на суровини за батерии заплашва автомобилната индустрия в Европа

Жизнеспособна алтернатива на литиевите батерии ли е манганът?

Напоследък мангановите батерии привличат вниманието като потенциална алтернатива на литиевите. Обикновено кобалтът, никелът и литият са най-търсените метали за батерии за електрически превозни средства, но манганът също е полезен. Той е катоден материал в електромобилите, предназначен да повиши техния аспект на безопасност, енергийна плътност и икономическа ефективност. Една средна батерия за електромобил съдържа около 20 кг манган и 14 кг кобалт.

Манганът е по-евтин за добив от лития и има много по-голямо количество от него. Тъй като добивът на кобалт е свързан с редица проблеми от гледна точка на правата на човека, а повечето добиван никел е неподходящ за използване в електрически превозни средства, интересът към мангана в батериите нараства.

Мартин Кепман, главен изпълнителен директор на канадската компания за добив на манган Manganese X Energy Corp, обяснява в интервю за Euronews:

"Манганът е кандидат за прекъсване на дейността в областта на литиево-йонните батерии. Той притежава качества, които имат потенциала да подобрят плътността, капацитета, възможността за презареждане, безопасността и дълготрайността на батерията. Моментът за създаване на северноамерикански манганов ресурс не би могъл да бъде по-добър".

Откриха най-голямото находище на литий в света в кратер на вулкан

„С глобалния стремеж към по-екологични технологии и намаляване на въглеродния отпечатък, Manganese X е готова да заеме водеща позиция в осигуряването на вътрешни доставки на манган за индустрията на акумулаторните батерии - всичко от малките потребителски батерии в електронните устройства, смартфоните и тези за съхранение на енергия, до индустрията на електромобилите и хибридните електрически превозни средства“, добавя той.

Tesla и Volkswagen са две от най-известните компании, които проучват използването на манганови батерии в момента, като Илон Мъск наскоро заяви, че те имат „потенциал“ да стимулират глобалния преход. Обикновено манганът се използва в комбинация с литий в редица типове батерии, като например тези от литиев манганов оксид (LMO), от литиев железен манганов фосфат (LiFeMnPO4) и др. В момента популярни са и батериите от никел-манганов кобалтов оксид (NMC).

По данни на Международната агенция по енергетика (МАЕ) през 2022 г. батериите от NMC представляват 60% от пазарния дял, като на тези от литиево-железен фосфат (LFP) се падат почти 30%, а на батериите от никел-кобалтово-алуминиев оксид (NCA) - около 8%.

Въпреки че по-високата употреба на манган може да бъде добър вариант за намаляване на необходимостта от никел или кобалт в литиевите батерии, понастоящем повечето от него все още се използва заедно с литий за електрически превозни средства. Така че може да са необходими повече изследвания и разработки, преди манганът да стане доминиращ метал в батериите за електрически превозни средства.

Недостиг на литий заплашва електрическия преход на автомобилните компании

Някои други алтернативи на литиевите батерии

Една от другите разширяващи популярността си алтернативи е тази на натриево-йонните батерии. Те са енергийно ефективни, бързо зареждащи се и стабилни при екстремни температури, като по този начин предлагат силна защита срещу прегряване. Освен това те са и значително по-малко токсични от другите варианти на батерии, тъй като не включват мед, литий, кобалт или никел, които могат да причинят замърсяване в процеса на извличане и могат да бъдат потенциална опасност за пожар.

Този тип батерии обаче не съхраняват толкова енергия, колкото литиевите, което означава, че може да не са подходящи за широкомащабно приложение. Освен това, тъй като натриево-йонните батерии все още са сравнително нова технология, веригата за доставка и наличността им не са толкова развити, колкото на литиевите.

Батериите на цинкова основа - цинково-йонните батерии - са друга технология, която напоследък се радва на по-голям интерес. Счита се, че цинкът е по-екологичен от лития, а и има голямо количество от него, което го прави по-евтин и лесен за добив.

Стартъп реши един от най-големите проблеми за EV батериите - студа

Батериите на цинкова основа са с ниска степен на поддръжка и не е необходимо да се наблюдават постоянно за проблеми с безопасността и ефективността. Те имат висока работна температура и ниска изходна мощност, което ги прави идеален избор за приложения с ниска мощност като фенерчета и дистанционни управления. Въпреки това цинковите батерии са с по-малка плътност в сравнение с литиевите, което означава, че може да не са в състояние да съхраняват толкова много енергия.

Друга алтернатива на литиевите батерии са твърдотелните батерии, които са много по-компактни, мощни и устойчиви, особено за електрически превозни средства. Те са и по-малки и по-леки от литиевите, и по-безопасни, с по-голям капацитет и пробег и по-нисък въглероден отпечатък.

Освен това твърдотелите батерии имат по-бърз капацитет на презареждане и могат да бъдат презаредени за 10 до 15 минути, в сравнение с времето от 20 минути до 12 часа за литиевите батерии. Недостатъкът обаче е, че твърдотелните батерии са по-скъпи за производство, а веригите за доставка все още се разработват.