Producătorul chinez CATL analizează tehnologia bateriilor litiu-aer ca o opțiune de cercetare pe termen lung. Teoretic, această tehnologie promite o densitate energetică considerabil mai mare decât cea a acumulatorilor litiu-ion utilizați în prezent. Cu toate acestea, realizarea unor baterii auto gata pentru piață sau atingerea unei autonomii de 2.000 de kilometri rămân obiective îndepărtate.
Cercetătorul-șef al CATL, Wu Kai, a poziționat bateriile litiu-aer drept o prioritate de cercetare pe termen lung pentru companie, relatează carnewschina.com. Tehnologiile pe bază de sodiu-ion și cele în stare solidă sunt mult mai aproape de comercializare în portofoliul CATL. În prezent, atenția publicului este atrasă în special de potențialul de a atinge autonomii de până la 2.000 de kilometri. La baza acestor proiecții se află energia specifică teoretică foarte ridicată a chimiei litiu-aer, estimată la aproximativ 3.505 Wh/kg. Totuși, această valoare descrie doar potențialul electrochimic al reacției, nu și densitatea energetică a unei baterii complete integrate într-un vehicul.
Diferența majoră față de celulele convenționale litiu-ion constă în structură. Sistemele litiu-aer folosesc litiul metalic ca electrod negativ, iar oxigenul din mediul înconjurător este utilizat pentru a declanșa reacția chimică. În timpul descărcării, în catodul poros se formează peroxid de litiu, în timp ce în timpul încărcării reacția este inversată, iar oxigenul este eliberat din nou.
Deoarece oxigenul nu trebuie transportat în interiorul bateriei ca material de catod tradițional, rezultă teoretic o energie specifică extrem de ridicată. Însă, pentru un sistem de baterii real, trebuie adăugate greutatea și volumul electrolitului, ale electrozilor, carcasei, sistemelor de protecție și, mai ales, ale componentelor pentru procesarea aerului. Valorile teoretice chiar mai ridicate, de aproximativ 12.000 Wh/kg, se bazează pe calcule care exclud complet masa oxigenului necesar.
Decalajul dintre densitatea energetică teoretică și o baterie auto gata de producție este semnificativ, aspect demonstrat de rezultatele actuale de laborator. În anul 2024, cercetătorii de la Universitatea Jilin și Academia Chineză de Științe au reușit să atingă o densitate de 757,5 Wh/kg și 241 de cicluri de încărcare cu o celulă litiu-aer de tip pouch (de forma celor din telefoanele mobile sau laptopuri), în condiții stricte de laborator.
Provocări majore
O altă abordare vine din partea Laboratorului Național Argonne și a Institutului de Tehnologie din Illinois. O celulă litiu-aer în stare solidă, prezentată în 2023, a finalizat cel puțin 1.000 de cicluri de încărcare și descărcare la temperatura camerei. Despre această arhitectură s-a afirmat că deține un potențial teoretic de aproximativ 1.200 Wh/kg. Ambele rezultate indică un progres clar, dar nu sunt echivalente cu o baterie validată pentru vehiculele de serie.
O provocare centrală rămâne alimentarea cu aer. Bateria are nevoie de oxigen, în timp ce umiditatea și dioxidul de carbon trebuie blocate cu strictețe în exterior. Ambele substanțe pot provoca reacții chimice nedorite, deteriorând electrozii și electrolitul. Prin urmare, un vehicul ar avea nevoie de un sistem controlat de alimentare cu aer, dotat cu filtrare și management al umidității. La rândul său, acest echipament periferic adaugă greutate, ocupă spațiu și consumă energie. Printre problemele nerezolvate sau doar parțial rezolvate se numără stabilitatea ciclurilor de funcționare, eficiența încărcării și stabilitatea anodului din litiu metalic.
Produsele secundare rezultate din reacția din catod sunt, de asemenea, problematice. Peroxidul de litiu se poate depune în pori, blocând transportul oxigenului. În timpul încărcării, acesta trebuie îndepărtat complet, fără a declanșa reacții secundare care să afecteze electrolitul sau electrozii.
O energie specifică ridicată nu este suficientă pentru utilizarea în vehiculele electrice. Densitatea energetică volumetrică, puterea generată, capacitatea de încărcare rapidă, siguranța, durata de viață și greutatea întregului sistem sunt la fel de decisive. Prin urmare, autonomia vehiculată de 2.000 de kilometri nu poate fi aplicată în prezent unui vehicul real.
În paralel, CATL mizează pe tehnologii mult mai mature pentru piață. Bateriile sodiu-ion și celulele în stare solidă sunt mult mai avansate în planul de dezvoltare al companiei. În același timp, CATL este deja liderul clar al pieței cu sistemele sale litiu-ion consacrate. Conform datelor SNE Research, compania a instalat 143,7 GWh de capacitate de baterii în afara Chinei în primele nouă luni ale anului 2026, obținând o cotă de piață de 33,7%.
Tendința actuală către tehnologia LFP (litiu-fier-fosfat) demonstrează, de asemenea, cât de puternic evoluează piața auto cu ajutorul chimiei de celule deja disponibile. Potrivit SNE Research, cota de piață a bateriilor LFP în afara Chinei a crescut de la 15,8 la 27,7 procente în decurs de un singur an, un context de pe urma căruia beneficiază în special producătorii chinezi.
CITEȘTE ȘI:
Cum vrea Marea Britanie să scadă costurile de încărcare pentru vehiculele electrice
Vehiculele electrice ar putea avea o pondere de peste 40% în flotele de companie până în 2028
Comentați?