⚡Jsou dnešní baterie pro elektromobily již zastaralé?

Když slyšíte ostatní mluvit o tom, jak obousměrné nabíjení negativně ovlivňuje baterii elektromobilu (její životnost nebo maximální stav nabití) můžete přirozeně předpokládat, že existuje pouze jeden typ baterie, který reaguje stejně na všechny podmínky. To ale není pravda.

Dnešní elektromobily používají více než 3 různé typy baterií a mnoho dalších se testuje pro budoucí použití. V tomto článku zjistěte, proč je jakákoli obecná diskuse o „baterii“ zavádějící, pokud neuvedete, o jakém typu mluvíte.

Nejdůležitější fakta v kostce:

Nejběžnějšími typy baterií pro elektromobily jsou dnes lithium-iontové typy: NMC, LFP a NCA.

• Nové technologie, jako jsou solid-state, sodíkovo-iontové a lithium-sírové baterie, slibují vyšší dojezd, rychlejší nabíjení a nižší náklady, ale zatím nejsou široce komerčně dostupné.
• Na rozdíl od NMC a NCA lze baterie LFP nabíjet do 100 % bez poškození baterie.
• Časté používání rychlonabíjecích stanic stejnosměrného proudu může zkrátit životnost všech typů populárních baterií pro elektromobily.
• Náklady na výrobu baterií rychle klesají a průměrné ceny baterií jsou nyní pod 2000 Kč za kWh.
• Čína dominuje v odvětví baterií pro elektromobily a kontroluje většinu surovin a celosvětovou produkci.

Jaké typy baterií pro elektromobily existují?

Mezi hlavní typy baterií pro elektromobily patří lithium-iontové: NMC (niklmangankobalt), LFP (lithium-železitý fosfát) a NCA (niklkobalt-hlinitý). Nově se objevují typy, jako jsou solit-sate, sodíko-iontové a lithium-sírové baterie, které mají potenciál, ale stále nejsou dostatečně vyvinuté, spolu s několika dalšími.

Všechny typy baterií pro elektromobily se liší chemickým složením, energetickou hustotou, cenou, životností a bezpečností. Tyto faktory ovlivňují chování při nabíjení, celkovou spolehlivost, tepelnou stabilitu a recyklovatelnost.

Jaké jsou nejoblíbenější baterie pro elektromobily?

Nejoblíbenější baterie pro elektromobily jsou NMC (niklmangankobalt). Vyvažují cenu, dojezd a výkon, což z nich činí optimální volbu pro elektromobily střední až vyšší třídy.

Druhou nejoblíbenější volbou mezi výrobci elektromobilů jsou baterie LFP (lithium-železitý fosfát). Jsou bezpečné, odolné a cenově dostupné. Celkově vzato ideální pro městská a levná elektromobily s mírně nižším dojezdem. Třetí místo obsadily baterie NCA (nikl-kobalt-hliník), které nabízejí vysokou energetickou hustotu a dlouhý dojezd u prémiových modelů.

Lithium-iontové NMC (niklmangankobaltové) baterie

NMC články kombinují nikl, mangan a kobalt a vytvářejí tak všestranné chemické složení baterií. Jsou běžné v elektromobilech, zejména v evropských a asijských modelech. Na NMC se spoléhají vozy jako BMW iX3 a Volkswagen ID.3 a používá se také v mnoha plug-in hybridech.

Předpokládá se, že lithium-iontová NMC baterie vydrží 1000–2000 nabíjecích cyklů (8–10 let jízdy). Test ADAC u vozu VW ID.3 však ukázal, že i po 160 000 kilometrech má baterie stále 91 % své původní kapacity. Pro srovnání, průměrný řidič ujede 12 309 kilometrů ročně**. Při tomto tempu by to trvalo více než 13 let a mnohem více nabíjecích cyklů, než se předpokládalo, aby se dosáhlo 160 000 kilometrů. Daleko před očekáváním!

• Složení: Lithium, Ni, Mn, Co
• Energetická hustota: 100 až 265 Wh/kg*
• Maximální potenciál dojezdu: 1000+ km
• Použití v: BMW iX3, Audi A6 Avant e-tron, Fiat 500e, VW ID.3

* watthodiny na kilogram

** Německý federální úřad pro motorovou dopravu (KBA) v roce 2024

Výrobci mají rádi NMC, protože splňuje většinu požadavků. Míra samovybíjení těchto baterií pro elektromobily je kolem 2 % za měsíc, což je považováno za nízké. Ale co je nejdůležitější, NMC poskytuje dostatečnou energetickou hustotu pro slušný dojezd (několik set kilometrů), aniž by byla tak nákladná jako čistá NCA. Navíc baterie každým rokem zlevňuje. Do roku 2024 klesla cena lithium-iontových baterií o 20 % na 2500 Kč za kWh.

Kdyby ale lithium-iontové baterie byly perfektní, článek bychom zde ukončili. Jaké jsou tedy nevýhody? Těžba kobaltu je drahá a nese s sebou etické otázky. Připočtěte k tomu fakt, že extrémní horko nebo chlad snižuje výkon, a je jasné, proč musí automobilky přidávat složité chladicí a topné systémy. Ty fungují, ale zvyšují náklady, hmotnost a složitost.

Vyvrácení mýtu: Baterie NMC jsou snadno hořlavé

Baterie NMC obsahují kapalný elektrolyt, který přenáší ionty z katody na anodu. Kapalný elektrolyt je hořlavý a hořící baterii je obtížné uhasit. Riziko požáru v elektromobilech je však přibližně 60krát nižší než v automobilech se spalovacími motory.

Baterie NMC existují již desítky let. Prošly řadou experimentů a výzkumu. Mimochodem, ty samé se používají i v chytrých telefonech. I když je technologie vyspělá, stále je zde velký prostor pro zlepšení. Například objemová hustota energie lithium-iontových baterií se mezi lety 2008 a 2020 zvýšila více než osminásobně.

Lithium-železo fosfátové (LFP) baterie

LFP používá lithium-železo fosfát místo niklu nebo kobaltu. Díky tomu jsou tyto baterie pro elektromobily levnější, bezpečnější a odolnější. S více než 2 000 možnými nabíjecími cykly může LFP vydržet déle než samotný vůz a lze jej použít pro obousměrné nabíjení s menšími obavami o jeho životnost. Automobilky jako Tesla, BYD a Ford používají LFP pro levnější nebo městské modely. Je obzvláště populární v Číně, kde bezpečnost a cenová dostupnost pohánějí přijetí elektromobilů.

• Složení: Lithium, Fe, P
• Energetická hustota: 90 až 160 Wh/kg
• Maximální potenciál dojezdu: 600 - 700 km
• Použití v: Tesla Model 3 s pohonem zadních kol (RWD), BYD Atto 3, MG4, Dacia Spring Electric

Hlavní výhodou je klid: LFP se snadno nepřehřívá a je vysoce odolný vůči ohni. Oceníte také cenovou dostupnost modelů, kde je přítomen, protože tyto baterie  jsou znatelně levnější. V září 2024 stály kolem 1300 Kč za kWh, což je pokles o téměř 20 % ve srovnání s předchozím rokem. Například BYD Dolphin a základní Tesla Model 3 jsou cenově dostupné a zároveň praktické. Polovina hlasujících v naší komunitě YouTube se domnívá, že cena by měla být pro baterii budoucnosti nejvyšší prioritou.

Pozor, dojezd se však snižuje. Baterie LFP jsou při stejné kapacitě objemnější a těžší ve srovnání s NCA nebo NMC. To znamená, že dlouhé cesty nejsou jejich silnou stránkou. Chladné počasí je další slabinou, což znamená, že v mrazivých dnech dojezd výrazně klesá. Přesto pro městská auta a řidiče s omezeným rozpočtem nabízí LFP neuvěřitelnou hodnotu.

Dobré vědět:

Baterie LFP jsou někdy označovány jako L(M)FP. To znamená, že obsahují mangan, čímž vzniká lithiummanganatý fosforečnan železitý. Přidání manganu zvyšuje hustotu energie a zároveň udržuje baterii bezpečnou a dlouhou životnost. To se promítá do mírně delšího dojezdu.

Lithium-iontové baterie NCA (nikl-kobalt-hliník)

Chemické složení NCA kombinuje nikl, kobalt a hliník. Tyto baterie jsou méně běžné než NMC a lze je nalézt ve vysoce výkonných elektromobilech, jako jsou Tesla Model S a Lucid Air. Toto chemické složení se zaměřuje na maximální dojezd a účinnosti. Pokud auto dokáže realisticky ujet na jedno nabití více než 500 kilometrů, je NCA často důvodem.

Nezávislý test Aviloo sedmileté Tesly Model S ukázal, že po 88 695 kilometrech si baterie stále zachovala 87 % své původní kapacity. Životnost baterie je tedy také docela solidní.

• Složení: Lithium, Ni, Co, Al
• Hustota energie: 200 až 300 Wh/kg
• Maximální potenciál dojezdu: více než 1000 km
• Použití v: Tesla Model S, Tesla Model X, Tesla Cybertruck, Lucid Air

Velkou výhodou je dojezd a hustota energie. NCA má více watthodin na kilogram, což znamená delší cesty bez extra přidané hmotnosti. Proto ji Tesla používá ve svých Modelech S a X s dlouhým dojezdem a výkonem. Možná jste si všimli, že prémiové vozy inzerují nejen svůj výkon, ale i dojezd, přičemž oba tyto parametry jsou často dosaženy právě díky NCA.

Samozřejmě to má svou cenu. NCA se silně spoléhá na kobalt, což ji činí drahou a vázánou na rizika dodavatelského řetězce. Je také citlivější na přehřátí než jiné lithium-iontové baterie, a proto auta, která ji používají, potřebují robustní chlazení. Pro kupující to znamená vyšší ceny, a to nejen za samotný elektromobil, ale i za případnou výměnu baterie.

Údržba a postupy nabíjení

Majitelé elektromobilů se o tom na fórech neustále dohadují: „Vždy nabíjím na 100 % a je to v pořádku“ versus „Nikdy nepřekračujte 80 %, pokud nechcete svůj akumulátor zabít.“ Obě strany mají pravdu, ale pouze u specifických typů baterií.

Jeden z nejlepších tipů pro dlouhou a zdravou životnost baterie: kdykoli je to možné, volte nabíjení střídavým proudem. Například nabíjecí stanice, jako je go-e Charger Gemini nebo Charger Core, zajišťují šetrné nabíjení. Střídmé používání rychlonabíjecích stanic stejnosměrným proudem je v pořádku, ale časté používání může zkrátit životnost baterie.

Nově vznikající/alternativní baterie pro elektromobily

Baterie elektromobilů nové generace používají polovodičové baterie pro delší dojezd a rychlé nabíjení, sodíkové iontové baterie pro cenově dostupné městské použití a lithium-sírové baterie pro lehké, vysoce energeticky náročné baterie. Každá z nich má své kompromisy v ceně, životnosti nebo komerční připravenosti.