लिथियम-आयन बैटरी बाजार अनुसंधान

कार्यकारी सारांश

मोटर वाहन उद्योग में पारंपरिक गैसोलीन चालित वाहनों से अधिक ईंधन-कुशल, पर्यावरण के अनुकूल परिवहन साधनों की ओर संक्रमण के कारण एक अपरिहार्य बदलाव चल रहा है। वर्तमान में, हाइब्रिड वाहन और ईवी वैश्विक बाजार में प्रवेश कर रहे हैं, लेकिन यह धीमी गति से चल रहा है और इसमें कई बाधाएं हैं। अभी तक, इन वाहनों ने अपने निर्माताओं के लिए बहुत अधिक लाभ नहीं कमाया है, लेकिन जैसे-जैसे बैटरी तकनीक में सुधार होगा, यह निश्चित रूप से बदलेगा। सवाल यह है कि इसमें कितना समय लगेगा?

हाल के वर्षों में लिथियम आयन बैटरियों का उपयोग बढ़ा है। 2019 तक बैटरी बाज़ार $33 बिलियन और 2023 तक $26 बिलियन से अधिक होने की उम्मीद है। अगले कुछ वर्षों में पाउच-स्टाइल बैटरियों का प्रसार देखने को मिलेगा, जिसमें LG Chem जैसी कंपनियाँ ऐसी पैकेजिंग सामग्री विकसित कर रही हैं जो उच्च तापमान को झेल सकती हैं, और निकट भविष्य में 400 kWh की पावर डेंसिटी देने का अनुमान है। जबकि पूरी तरह से नए ईंधन स्रोत विकसित किए जा रहे हैं, लिथियम-आयन अगले पाँच से दस वर्षों में पसंदीदा तकनीक बनी रहेगी। उस समय अवधि में विनिर्माण लागत भी 30% तक गिरती रहेगी। वर्तमान समय में नवाचारों को संभवतः 2020 तक अपना लिया जाएगा, लेकिन 2025 के बाद ही बड़ी सफलता मिलने की उम्मीद है।

टेस्ला की सफलता और नेवादा में एक नई गीगाफैक्ट्री की घोषणा ने उद्योग में बहुत उत्साह पैदा किया है। बैटरियों के बड़े पैमाने पर उत्पादन से लागत में और कमी आ सकती है और हाइब्रिड और ईवी रेंज में तेजी से सुधार हो सकता है। निर्माताओं के लिए रेंज की चिंता एक बड़ी समस्या बनी हुई है क्योंकि संभावित मालिक वाहन चार्ज करने के बीच दूर की यात्रा न कर पाने और सुविधाजनक रूप से उपलब्ध चार्जिंग के लिए बहुत अधिक सुविधाएँ न होने के डर से खरीदारी करने से हतोत्साहित हो रहे हैं।

ऑडी और पोर्श द्वारा निर्मित टेस्ला की बेलनाकार सेल बैटरियों का उत्पादन बढ़ेगा क्योंकि बेलनाकार विकास काफी आशाजनक प्रतीत होता है। इसके अलावा, एनटीए कैथोड का उत्पादन भी बढ़ेगा क्योंकि उनका घनत्व अधिक साबित हुआ है, और उनकी क्षमता में वृद्धि जारी है। भविष्य में सिलिकॉन एनोड्स की लोकप्रियता बढ़ने के साथ ही वे बाजार पर हावी हो जाएंगे।

हाइड्रोजन ईंधन सेल प्रौद्योगिकी तेजी से आगे बढ़ रही है, लेकिन 2020 के बाद तक इसका बाजार पर कोई खास प्रभाव पड़ने की उम्मीद नहीं है। इस बीच, लिथियम आयन बैटरियों का प्रसार जारी रहेगा। जैसे-जैसे वे आगे बढ़ेंगे, उनकी क्षमता में प्रति वर्ष 5% की दर से सुधार होने की उम्मीद है, जबकि उनकी शक्ति और ऊर्जा घनत्व में वृद्धि जारी रहेगी। बेहतर और अधिक कुशल बैटरी स्रोत पूरे उद्योग में अनुसंधान और विकास में हैं, लेकिन कम से कम 5-7 वर्षों तक उन्हें लागू नहीं किया जाएगा।

वैश्विक तेल की कीमतों में हाल ही में आई गिरावट बाजार में हाइब्रिड और ईवी की प्रगति के लिए विशेष रूप से हानिकारक रही है। चूंकि ड्राइवर गैस की लागत के बारे में कम चिंतित हैं (विशेष रूप से अमेरिका में) वे पारंपरिक गैसोलीन-चालित वाहन खरीदने के लिए अधिक इच्छुक हैं। अधिकांश लोगों को लगता है कि तेल की कीमतें फिर से बढ़ने वाली हैं, जिसके कारण ड्राइवर एक बार फिर हाइब्रिड/ईवी पर विचार करेंगे। इस बीच, ऑटो निर्माता उत्सुकता से तेल की कीमतों के विकास पर नज़र रख रहे हैं कि क्या होगा और बैटरी डेवलपर्स काम पर बने हुए हैं, ताकि ज़रूरत पड़ने पर प्रगति की सुविधा मिल सके।

हाइब्रिड/ईवी की बिक्री के रास्ते में एक और गंभीर बाधा चार्जिंग स्टेशनों के लिए किसी भी महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे की कमी है। वर्तमान में, वे बहुत कम और दूर-दूर तक फैले हुए हैं, ज़्यादातर तटों पर केंद्रित हैं, और ड्राइवर इलेक्ट्रिक वाहन खरीदने से कतराते हैं, जिसे वे अपनी इच्छानुसार आसानी से चालू नहीं कर सकते। बेशक, यह धीरे-धीरे ज़रूरत के हिसाब से बदल जाएगा। सवाल यह है कि कितनी तेज़ी से? वायरलेस चार्जिंग के आगमन से चार्जिंग समय को कम करने में भी मदद मिलेगी और ड्राइवरों के लिए वाहन खरीद के बारे में पर्यावरण के अनुकूल निर्णय लेना आसान हो जाएगा। अंततः, हाइब्रिड/ईवी की मांग बढ़ेगी, सबसे ज़्यादा यूरोप और चीन में। जैसे-जैसे मांग बढ़ेगी, लिथियम आयन बैटरी की मांग भी बढ़ेगी।

कुछ समय पहले, कई लोगों ने भविष्यवाणी की थी कि 2020 तक प्लग-इन बाजार का 30% हिस्सा बन जाएगा, लेकिन कम तेल की कीमतों ने उन उम्मीदों को कम कर दिया है। आज, बहुत रुचि इस बात पर केंद्रित है कि बड़े पैमाने पर बैटरी उत्पादन और विकास में कौन अग्रणी भूमिका निभाएगा, और विनिर्माण भौगोलिक रूप से कहाँ केंद्रित होगा। चीन "बैटरी पैक" का नेतृत्व करने के लिए एक अच्छा उम्मीदवार प्रतीत होता है, क्योंकि कई संभावित अमेरिकी स्थान विषाक्त धातुओं के संबंध में सख्त पर्यावरणीय नियमों से बाधित हैं। कोरिया और जापान भी प्रतिस्पर्धी वादा दिखाते हैं और निश्चित रूप से प्रमुख खिलाड़ी बनकर उभरेंगे। अंतर्राष्ट्रीय बाज़ार में हाइब्रिड/ईवी के किसी भी महत्वपूर्ण विकास के लिए 2025 एक लक्ष्य तिथि के रूप में अधिक यथार्थवादी लग रहा है।

2030 के करीब लिथियम-एयर सहित नए उत्पादों के विकास के लिए और अधिक अवसर होंगे। बैटरी की लागत वही रहेगी लेकिन ऊर्जा घनत्व दोगुना हो जाएगा और बिजली में कोई बदलाव नहीं होगा। लिथियम-पॉलीमर में बहुत संभावनाएं हैं, लेकिन तब तक नहीं जब तक लिथियम मेटल एनोड को पूर्ण नहीं किया जा सकता। इस तकनीक से जुड़े आग के खतरे हैं जिन्हें हल किया जाना चाहिए।

रोमांचक सफलताएँ क्षितिज पर हैं, लेकिन अभी भी अनुसंधान एवं विकास में हैं। हाइड्रोजन ईंधन सेल प्रौद्योगिकी शायद कुछ व्यावहारिक अनुप्रयोगों के साथ साकार होने के सबसे करीब है। आगे चलकर, ग्राफीन/कार्बन नैनोट्यूब, एल्युमिनियम-एयर, जिंक-एयर और कई अन्य जैसी परिष्कृत प्रौद्योगिकियाँ, सभी संभावित रूप से व्यवहार्य विचार हैं जो विकास में हैं।

मिशिगन में अपस्टार्ट कंपनी, SAKTI3 एक ऐसी बैटरी विकसित कर रही है जिसके बारे में उनका दावा है कि यह लिथियम-आयन की ऊर्जा घनत्व को एक-पांचवें हिस्से की लागत पर दोगुना कर देगी। क्या यह वह तकनीक हो सकती है जो ग्राहकों को वह कीमत और ड्राइविंग रेंज दे जो उन्हें ग्रीन कार में बदलने के लिए चाहिए? जापानी उद्योगपतियों, इटोचू, खोसला वेंचर्स, जनरल मोटर्स और मिशिगन राज्य जैसे समर्थकों से अनुसंधान निधि में $30M एकत्र किया है।

लिथियम-आयन बैटरी तकनीक का एक और आशाजनक पहलू EOL (जीवन का अंत) पुनर्प्रयोजन है। हाइब्रिड या शुद्ध-इलेक्ट्रिक वाहन को बिजली देने के अपने प्रारंभिक उद्देश्य को पूरा करने के बाद, लिथियम-आयन बैटरियों का उपयोग अस्पतालों, इमारतों और ग्रिड अनुप्रयोगों के लिए बिजली प्रदान करने जैसे अन्य उद्देश्यों के लिए भी किया जा सकता है। बैटरी के दूसरे जीवन में, इसका उपयोग अगले दस वर्षों तक किया जा सकता है और फिर इसे रीसाइकिल किया जा सकता है। उसके बाद, एक हिस्से को अन्य उपयोगों के लिए काटा जा सकता है। इस उद्देश्य के लिए, कुछ लोग सरकारों से लिथियम-आयन बैटरियों के जीवन को बढ़ाने के लिए दूसरे जीवन प्रावधानों को अनिवार्य करने की उम्मीद करते हैं।

2020 की ओर बढ़ते हुए ली-आयन बैटरी के विकास के लिए मुख्य चालक ईवी/पीएचवी उद्योग को बढ़ने में मदद करने के लिए सरकारी प्रोत्साहन और मध्य पूर्व, यूरोप, अमेरिका और एशिया से पर्यावरण संबंधी दबाव हैं। इसके अलावा, विकास ग्रीन कारों के मालिक बनने में रुचि रखने वाले जेन-वाई खरीदारों से आएगा। गैसोलीन इंजन, डीजल इंजन और ट्रांसमिशन की लाइटवेटिंग और दक्षता बढ़ाने जैसे पारंपरिक अनुप्रयोग ईंधन अर्थव्यवस्था आवश्यकताओं को पूरा करने में योगदान दे सकते हैं, लेकिन 2020 के लिए सरकारी नियमों को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं।

हाइब्रिड/ईवी विकास के रास्ते में जो भी बाधाएं हैं, उन्हें निश्चित रूप से दूर किया जाएगा, क्योंकि भविष्य में अधिक ऊर्जा कुशल और पर्यावरण के प्रति जिम्मेदार वाहनों की मांग होगी। सर्वोत्तम संभव बैटरी की वैश्विक खोज जारी है, और नाटकीय सफलताएँ होने वाली हैं। तेजी से विकसित हो रहे ऑटोमोटिव बाज़ार की मांगों को पूरा करने के लिए शानदार बैटरी डिज़ाइनरों की दौड़ के कारण प्रगति तेजी से हो रही है।

परिचय

हालाँकि हाइब्रिड वाहन और पूर्ण-इलेक्ट्रिक वाहन अभी भी दुनिया की सड़कों पर वास्तव में आम नहीं बन पाए हैं, लेकिन पारंपरिक गैसोलीन चालित वाहनों से अधिक ईंधन-कुशल, पर्यावरण के लिए जिम्मेदार परिवहन साधनों की ओर संक्रमण के रूप में एक अपरिहार्य बदलाव चल रहा है। जैसे-जैसे यह बदलाव होता है, इसके साथ ही ऐसे नाटकीय परिवर्तन को सुविधाजनक बनाने के लिए लागू प्रौद्योगिकियों को खोजने की आवश्यकता से प्रेरित नवाचार और तेज़ बदलाव भी आते हैं।

कई सालों तक, लेड एसिड बैटरी हमारे वाहनों और उपकरणों के लिए ऊर्जा स्रोत थी, जिन्हें स्व-निहित बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती थी। आज, हम लिथियम-आयन बैटरी का आगमन देख रहे हैं। कच्चे माल के आसानी से उपलब्ध स्रोत, मनुष्य द्वारा ज्ञात सबसे हल्की धातु द्वारा संचालित, लिथियम ने बैटरी व्यवसाय में क्रांति ला दी है और आने वाले वर्षों में धीमा होने का कोई संकेत नहीं दिखता है।

उम्मीद है कि लिथियम-आयन बैटरी बाजार कम से कम 2020 तक भरोसेमंद विकास के अवसर प्रदान करना जारी रखेगा। इस तरह के विकास को आगे बढ़ाने वाले अंतिम उपयोगकर्ता ऑटोमोबाइल निर्माता, औद्योगिक सामान निर्माता, उपभोक्ता उपकरण विक्रेता, ग्रिड और नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण खंड हैं। हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहनों की ओर कदम ने लिथियम-आयन बैटरी विकास के आगमन को और तेज़ कर दिया है। मौजूदा तकनीक में लगातार सुधार करने के लिए काम करते हुए, निर्माता ऐसी बैटरियाँ बनाने का प्रयास करते हैं जो अधिक हल्की और कुशल हों, और चार्ज के बीच वाहनों को और आगे ले जा सकें। लगातार सफलताएँ मिलती रहती हैं, जो भविष्य में ऐसी बैटरियों से भरे होने का वादा करती हैं जो वास्तव में व्यवसाय, उपभोक्ता और पर्यावरण की ज़रूरतों को पूरा करती हैं।

परिवहन के अलावा, लिथियम-आयन के लिए कई अन्य क्षेत्रों में आकर्षक बाजार मौजूद हैं। सबसे उल्लेखनीय हैं स्वास्थ्य सेवा उद्योग, दुनिया के निर्माता और सैन्य अनुप्रयोग। इसके अलावा, यह एक बैटरी चालित ग्रह है, जिसे भविष्य की ओर बढ़ने और घूमने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता है।

बैटरी विकास के इस निरंतर बदलते बाजार में आगे बढ़ना मुश्किल है, लेकिन निवेशकों और उभरते हुए खिलाड़ियों को पता है कि हरी बत्ती जल चुकी है, और वे हरित ऊर्जा स्रोतों और अधिक ईंधन दक्षता के लिए तैयार एक विनियमित बाजार को देखते हुए, कार्रवाई का हिस्सा पाने के लिए साहसपूर्वक आगे बढ़ रहे हैं। जो लोग इस बाजार से जुड़ी जटिलताओं को सबसे अच्छी तरह से समझते हैं, उनके लिए लाभ और सफलता इंतज़ार कर रही है।

लिथियम-आयन बैटरी में उन्नति जारी रहेगी क्योंकि अनुसंधान और विकास में निवेश में वृद्धि से बैटरी के प्रदर्शन में सुधार होगा और उपभोक्ताओं के लिए कीमतें कम होंगी। प्रतिस्पर्धात्मक दृष्टिकोण से बाजार बैटरी-पैक इंटीग्रेटर और सेल निर्माताओं जैसे प्रदाताओं के साथ खंडित है। हालाँकि, समेकन जारी रहने के लिए बाध्य है क्योंकि छोटे हित आरएंडडी खर्चों और कीमतों में गिरावट की प्रवृत्ति को पूरा करने के लिए आवश्यक बड़े पूंजी निवेश को बनाए रखने में सक्षम नहीं होंगे। लिथियम-आयन बैटरी की बाजार मांग उत्तरी अमेरिका और एशिया-प्रशांत क्षेत्र में सबसे अधिक होने की उम्मीद है। यूरोपीय देश भी इसी तरह के वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की तलाश करेंगे। यहाँ फ्रॉस्ट और सुलिवन द्वारा वर्ष 2020 के लिए अनुमानित लिथियम-आयन बैटरी उपयोग के लिए वैश्विक बाजार हिस्सेदारी के अनुमानित प्रतिशत का विवरण दिया गया है:

आईटी, स्वास्थ्य सेवा और दूरसंचार ऐसे क्षेत्र होंगे जो लिथियम आयन आधारित उत्पादों की मांग में वृद्धि करेंगे। उपभोक्ता, ग्रिड, ऑटोमोटिव और नवीकरणीय ऊर्जा हितों के साथ मिलकर ये ऐसी स्थिति पैदा कर सकते हैं जहां मांग आपूर्ति से अधिक हो।

लिथियम - सबसे हल्की धातु

लिथियम अपने वास्तविक रूप में एक अस्थिर रासायनिक तत्व है। यह ज्वलनशील है और उच्च तापमान के संपर्क में आने पर फट सकता है। इसे स्पोडुमीन जैसी आग्नेय चट्टानों से निकाला जाता है और, सबसे आम तौर पर, नमकीन पानी के तालाबों में लिथियम क्लोराइड लवणों से। बोलीविया और चिली प्रमुख स्रोत देश हैं, हालांकि राजनीति और आर्थिक चिंताएँ अक्सर वहाँ निष्कर्षण को जटिल बनाती हैं। ऑस्ट्रेलिया, अर्जेंटीना, चीन और अमेरिका के पास भी लिथियम की तैयार आपूर्ति है।

चिली के अटाकामा रेगिस्तान में 28.4 मिलियन टन लिथियम है, जो अनुमानित 1.58 बिलियन PHEV या 400 मिलियन इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पर्याप्त है। इसके अलावा, यह पुनर्चक्रणीय है, और भविष्य में अन्य अनुप्रयोगों के लिए भी इसका उपयोग किया जा सकता है। जब तक कुछ बेहतर नहीं आता, लिथियम आज और निकट भविष्य का रास्ता है।

उद्योग के पूर्वानुमान लिथियम-आयन बैटरियों के निर्माण और बिक्री के लिए एक उज्ज्वल तस्वीर पेश करते हैं। वास्तव में, ये शाब्दिक उछाल का समय सभी क्षेत्रों में मौजूद है, जिसमें ईवी, ऊर्जा भंडारण और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स शामिल हैं। इस वृद्धि के मूल में नवाचार है। वैश्विक स्तर पर, वैश्विक ऑटोमोटिव लिथियम-आयन बैटरी बाजार अकेले 2015 तक $9.6 बिलियन का व्यवसाय उत्पन्न करने का अनुमान है। अगले सात वर्षों में 14.4% की वार्षिक वृद्धि दर के साथ, 2019 तक इसके $33.1 बिलियन तक पहुँचने का अनुमान है। 2023 तक, ली-आयन बैटरियों से दुनिया भर में राजस्व $26.1 बिलियन तक पहुँच जाएगा। लिथियम-आयन बैटरियों की सिद्ध विश्वसनीयता ने ऐसा होने दिया है।

जैसे-जैसे नवाचार बढ़ता है और बाजार का विस्तार होता है, ली-आयन ईवी बैटरियों की लागत में तेजी से कमी आती रहती है। अनुमान है कि वर्ष 2025 तक वे $100/kWhr तक सिकुड़ जाएंगे। कुछ संदेह मौजूद हैं। लक्स रिसर्च का अनुमान है कि 2020 तक $400/kWhr हो जाएगा। अन्य स्रोत $150 के बेंचमार्क को एक मूल्य-बिंदु के रूप में उद्धृत करते हैं जो बैटरी-इलेक्ट्रिक वाहनों को जनता के लिए व्यवहार्य बना देगा।

लिथियम-आयन बैटरी बाजार की लगातार लेकिन मापी गई वृद्धि ने कुछ बैटरी निर्माताओं के लिए मुश्किलें खड़ी कर दी हैं। इस दौरान कई बड़ी और स्थापित कंपनियों के दिवालिया होने या कंपनी बंद होने की घटनाएं भी हुई हैं, क्योंकि वे दुनिया भर में ईवी ड्राइवट्रेन बाजार के बढ़ने का इंतजार कर रही हैं। अग्रणी कंपनियों में जॉनसन कंट्रोल्स, एईएससी और एलजी केमिकल शामिल हैं। इस बीच, शोध से पता चलता है कि अगले कुछ वर्षों में बैटरी क्षमता में आश्चर्यजनक उछाल आएगा और हमारी सड़कों, हवा और समुद्र में हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक-संचालित वाहनों की बिक्री में लगातार वृद्धि होगी - जिससे 2025 तक $533 बिलियन से अधिक की बिक्री होगी।

उभरती तकनीकी

वर्तमान में, हाइब्रिड कारें बाजार में अच्छी पकड़ बना रही हैं और अगले आधे दशक में शुद्ध इलेक्ट्रिक कारों के भी ऐसा ही करने की उम्मीद है क्योंकि तकनीकी मुद्दों को सुलझा लिया गया है और लागत उपभोक्ताओं के लिए अधिक स्वीकार्य हो गई है। अब तक, टोयोटा और टेस्ला ने खुद को अच्छी स्थिति में रखा है, और कुछ अन्य भी बहुत पीछे नहीं हैं। कुछ अपने अवसरों को बेहतर बनाने के लिए सहयोग करेंगे। दांव पर बचे हुए लोगों के लिए अनगिनत अरबों और हारने वालों के लिए संभावित विस्मृति है। इस बीच, तकनीक आगे बढ़ती रहती है, लिथियम-आयन से परे सोचती है, क्योंकि कुछ भी स्थिर नहीं रहता है। यहाँ कुछ उभरती हुई तकनीकों पर नज़र डाली गई है - उनकी क्षमता और उनके नुकसान।

लिथियम-एयर बैटरी — आईबीएम 2009 से लिथियम-एयर बैटरी पर काम कर रहा है। लिथियम-एयर बैटरी रसायन विज्ञान को बदलकर बेहतर ऊर्जा घनत्व प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक प्रतिक्रिया होती है जो वायुमंडल से ऑक्सीजन खींचती है और बाद में रिचार्ज के दौरान ऑक्सीजन का उत्पादन करती है। भविष्यवक्ता इस तकनीक को रहस्योद्घाटन के रूप में देखते हैं, एक ऐसे दिन की कल्पना करते हैं जब कारें बिना चार्ज की आवश्यकता के हजारों मील चल सकती हैं। हालाँकि, कार्यान्वयन कम से कम 5-15 साल दूर है।

ड्यूल कार्बन बैटरियां – पावर जापान प्लस — लिथियम-आयन की कुछ सीमाएँ हैं। चार्ज करने का समय बहुत लंबा है। वे विशेष रूप से "ऊर्जा सघन" नहीं हैं। वे संभावित रूप से अस्थिर (गर्मी, आग और विस्फोट) हैं। बार-बार चार्ज करने के बाद वे शक्ति भी खो देते हैं। दोहरी कार्बन तकनीक लिथियम-ऑक्साइड टर्मिनलों को सादे कार्बन से बदल देती है। वे उतने गर्म नहीं होते और माना जाता है कि वे 20 गुना तेजी से चार्ज होते हैं। कार्बन आसानी से प्राप्त किया जा सकता है और समय के साथ इसका क्षरण भी कम होता है।

ग्राफीन अल्ट्राकैपेसिटर – टेस्ला ने दिखाई रुचि — इस उदाहरण में, प्रतिरोधकों द्वारा अलग की गई आवेशित प्लेटों का उपयोग बैटरियों के स्थान पर किया जाता है। फिर बिजली को इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में बनाए रखा जाता है ताकि बाद में डिस्चार्ज किया जा सके। भंडारण और डिस्चार्ज के साथ कुछ मुद्दे हैं जिनका समाधान अभी तक नहीं किया गया है। ग्राफीन के साथ, समय के साथ बिना किसी गिरावट के विशाल क्षमता और ऊर्जा घनत्व वाली कोशिकाओं को उत्पन्न करना संभव है। चार्जिंग व्यावहारिक रूप से तात्कालिक है। अब तक, प्रोटोटाइप ने बहुत अच्छी संभावनाएं दिखाई हैं। एलोन मस्क ने भविष्यवाणी करने के लिए प्रेरित किया कि "भविष्य बैटरी नहीं, बल्कि सुपर कैपेसिटर है।" समय बताएगा।

लिथियम-इमाइड बैटरियां – लेयडन एनर्जीज़ — लिथियम-इमाइड को अत्यधिक गर्म तापमान में थर्मल विस्तार को सीमित करने के लिए दिखाया गया है। लेडन सिलिकॉन-आधारित एनोड बना रहा है जो कार्बन-आधारित एनोड की तुलना में अधिक ऊर्जा घनत्व की सुविधा प्रदान करता है।

सुपरपॉलिमर 2.0 लिथियम-आयन बैटरी – इलेक्ट्रोवाया, इंक. — यह तकनीक कई अनुप्रयोगों में बैटरी की दक्षता और शक्ति में सहायता करती है और एन-मिथाइल पाइरोलिडोन (एनएमपी) को लाभकारी रूप से समाप्त करती है, जिसे मनुष्यों के लिए खतरनाक माना गया है। सुपरपॉलीमर 2.0 को अग्नि-प्रतिरोध में सुधार करने के लिए जाना जाता है और यह व्यापक तापमान मापदंडों के भीतर काम कर सकता है।

सिलिकॉन कार्बाइड और गैलियम नाइट्राइड बैटरियां — इनके ऐसे फायदे हैं जो पैसे बचाने की महत्वपूर्ण क्षमता को सुविधाजनक बनाते हैं। इन्हें वाइड बैंडगैप मटीरियल (WBG) के रूप में जाना जाता है, ये पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में इस्तेमाल किए जाने पर सिलिकॉन से ज़्यादा कुशल होते हैं। इनका इस्तेमाल करने वाले उपकरणों को छोटा और कम वज़न वाला बनाया जा सकता है। यह अनुमान लगाया जा रहा है कि ये 2020 तक EV में सिलिकॉन की जगह ले सकते हैं।

मैग्नीशियम-आयन बैटरियां – लॉरेंस बर्कले नेशनल लैब्स — संभावित "ऊर्जा भंडारण के भविष्य" के रूप में प्रचारित, मैग्नीशियम-आयन में लिथियम-आयन के +1 (एकल इलेक्ट्रॉन) के विपरीत +2 (बहुसंयोजक) का आवेश होता है। लिथियम की तुलना में मैग्नीशियम अधिक प्रचुर मात्रा में होता है और ज़्यादा गर्म होने की संभावना नहीं होती है। चालकता के मुद्दों और काउंटर-आयनों के बारे में शुरुआती आरक्षणों के बावजूद जो बैटरी की दक्षता में बाधा डाल सकते हैं, शोध से पता चला है कि चालकता वास्तव में एक तिहाई छोटे समन्वय क्षेत्र के कारण लिथियम-आयन की तुलना में अधिक कुशल है। वास्तविक दुनिया का परीक्षण अगला है और यदि सफल रहा, तो Mg-आयन बैटरियां जो शक्तिशाली, सस्ती और सुरक्षित हैं, निश्चित रूप से इसके बाद आएंगी।

ग्राफीन/कार्बन नैनोट्यूब — ग्राफीन और कार्बन नैनोट्यूब ने भविष्य में बेहतर ऊर्जा भंडारण के लिए बहुत आशाजनक संकेत दिए हैं। क्वींसलैंड यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी और यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया के शोधकर्ता उन्हें वर्तमान लिथियम-आयन बैटरी के साथ लाभकारी रूप से जोड़ने में रुचि रखते हैं। अंतिम परिणाम ईवी के बॉडी पैनल में बेहतर ऊर्जा भंडारण हो सकता है जो इसे जल्दी से चार्ज करने और वर्तमान में संभव से कहीं अधिक दूर तक यात्रा करने की अनुमति देगा। कार्बन हर जगह है। अब चाल नैनोस्केल स्तर पर इसके अद्वितीय गुणों को प्राप्त करना है। कोई आसान काम नहीं है। ग्राफीन सुपरकंडक्टर विकसित किए जा रहे हैं जो जल्दी से चार्ज होते हैं और बेहद शक्तिशाली होते हैं। उन्हें डीवीडी बर्नर का उपयोग करके भी प्रिंट किया जा सकता है, जिससे ग्राफीन शीट प्राप्त होती हैं जो बहुत अधिक ऊर्जा संग्रहीत कर सकती हैं। संभावित रूप से, इससे ऐसी बैटरियां बन सकती हैं जो तुरंत चार्ज हो जाती हैं, 20 साल तक चलती हैं और नाटकीय रूप से बढ़ी हुई रेंज प्रदान करती हैं। लागत बचत भी उतनी ही प्रभावशाली होगी।

सिलिकॉन-आधारित लिथियम-आयन बैटरी – एम्प्रीअस — यहाँ विचार यह है कि लिथियम-आयन बैटरियों में इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में कार्बन के बजाय सिलिकॉन का उपयोग किया जाए। स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय ने $30 मिलियन वेंचर कैपिटल राउंड की घोषणा की जो एम्प्रियस को अपनी चीनी सुविधाओं में इस विचार को विकसित करने में सहायता करेगा। एशियाई निजी इक्विटी फर्म, SAIF पार्टनर्स, निवेशक क्लेनर, पर्किन्स, कॉलफील्ड और बेयर्स, वैंटेज पॉइंट कैपिटल पार्टनर्स, चिनेर्जी कैपिटल, इनोवेशन एंडेवर और ट्राइडेंट कैपिटल सभी की वर्तमान R&D के परिणाम में हिस्सेदारी है। इसका उद्देश्य कार्बन-केंद्रित लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में सिलिकॉन के दस गुना ऊर्जा घनत्व का दोहन करना है। वर्तमान में उपलब्ध ऊर्जा घनत्व को 40% तक बढ़ाने की क्षमता मौजूद है। दुर्भाग्य से, कार्बन के विपरीत, सिलिकॉन लिथियम-आयन सम्मिलन के तहत फैलता है, जिससे यह टूट जाता है और खराब हो जाता है। बाधा व्यावसायिक रूप से नैनोट्यूब संरचनाओं का निर्माण करने का एक तरीका विकसित करना है। एम्प्रियस 2015 तक बैटरी को बाजार में लाने का लक्ष्य बना रहा है, जिसके लिए उसने परीक्षण के लिए पहले ही 60,000 इकाइयाँ बना ली हैं। नोकिया और अन्य चीनी और अमेरिकी निर्माता प्रतीक्षा कर रहे हैं। इस बीच, एम्प्रियस को उम्मीद है कि तीसरी पीढ़ी की बैटरियां 500 वाट-घंटे प्रति किलोग्राम तक पहुंच जाएंगी।

सोडियम-एयर बैटरी — सोडियम-एयर की क्षमता बेशक लिथियम-एयर से कम है, लेकिन यह निश्चित रूप से लिथियम-आयन से ज़्यादा है और लिथियम एयर की तुलना में इसे बनाना ज़्यादा आसान है। बैटरी के एक सिरे पर सोडियम इलेक्ट्रोड होता है, जहाँ एक इलेक्ट्रोलाइट को कार्बन इलेक्ट्रोड के नीचे रखा जाता है जो ऑक्सीजन-पारगम्य होता है। एक इलेक्ट्रॉन बैटरी को घेरता है और आयनिक धातु इलेक्ट्रोलाइट में घुल जाती है जो कार्बन इलेक्ट्रोड तक जाती है और ऑक्सीजन से मिलती है। यह अभी भी प्रायोगिक अवस्था में है, लेकिन शोधकर्ता प्रोत्साहित हैं। उन्होंने निष्कर्ष निकाला है कि सोडियम-एयर बेहतर चार्ज रखता है और लिथियम-एयर की तुलना में आसानी से चार्ज होता है। नुकसान? सोडियम-एयर को खत्म होने से पहले केवल कुछ बार ही चार्ज किया जा सकता है। वैज्ञानिक इसका कारण जानने की कोशिश कर रहे हैं।

एल्युमिनियम-एयर बैटरी – फिनर्जी — जब हवा में ऑक्सीजन एल्युमिनियम के साथ प्रतिक्रिया करती है, तो एल्युमिनियम-एयर बिजली उत्पन्न करता है, जिससे जबरदस्त ऊर्जा घनत्व वाली बैटरी बनती है। पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ उपयोग किए जाने पर उच्च एनोड लागत और बाय-प्रोडक्ट मुद्दों के कारण उन्हें व्यापक रूप से नियोजित नहीं किया जाता है। इस कारण से, उन्हें मुख्य रूप से सैन्य अनुप्रयोगों के लिए नियोजित किया जाता है। संभावित रूप से, एल्युमिनियम-एयर बैटरी वाली EV लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में आठ गुना अधिक रेंज दे सकती है, जबकि इसका वजन बहुत कम होता है। साथ ही, एल्युमिनियम-एयर बैटरी पानी आधारित इलेक्ट्रोलाइट्स में डूब जाने के बाद अनिवार्य रूप से गैर-रिचार्जेबल होती हैं। हाइड्रेटेड एल्युमिनियम ऑक्साइड को रिसाइकिल करके प्राप्त किए गए नए एल्युमिनियम एनोड से उन्हें रिचार्ज करना संभव है। अगर एल्युमिनियम-एयर बैटरी को व्यापक उपयोग मिलना है, तो ऐसा होना चाहिए। पारंपरिक लेड-एसिड बैटरी के साथ हाइब्रिडाइजेशन इसका उत्तर हो सकता है। हाल ही में, फ़िनर्जी ने एल्युमिनियम-एयर सेल का उपयोग करके एक इलेक्ट्रिक कार का प्रदर्शन किया, जो एक अद्वितीय कैथोड और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग करके 330 किमी की दूरी तय करने में सक्षम थी। अल्कोआ के साथ साझेदारी करते हुए, फ़िनर्जी ने हाल ही में एक छोटी EV का परीक्षण किया, जिसमें लिथियम-आयन और एल्युमिनियम-एयर बैटरी का उपयोग किया गया था, जिसने 1000 मील की आश्चर्यजनक रेंज प्रदर्शित की। हालांकि रिचार्जेबल नहीं है, मॉड्यूलर एल्युमीनियम कार्ट्रिज को नए कार्ट्रिज से बदला जा सकता है। लिथियम-एयर बैटरी के साथ मिलकर बैक-अप पावर के रूप में इस्तेमाल किए जाने पर, यह ड्राइवरों को कार्बन-मुक्त विकल्प प्रदान कर सकता है। वास्तव में, अल-एयर बैटरियां गैसोलीन विस्तारित वाहनों के बराबर प्रदर्शन प्रदान करती हैं, लेकिन वे अधिक स्वच्छ होती हैं। यह एक व्यवहार्य विकल्प है और निश्चित रूप से इस पर विचार किया जा रहा है।

जिंक-एयर बैटरी — गैर-रिचार्जेबल, जिंक-एयर बैटरियां भी हवा में ऑक्सीजन के साथ जिंक को ऑक्सीकृत करके बिजली बनाती हैं। वे उच्च ऊर्जा घनत्व प्रदान करते हैं और उत्पादन में सस्ते होते हैं। वे श्रवण यंत्रों और कैमरों जैसे छोटे अनुप्रयोगों के लिए व्यावहारिक हैं। EV में उपयोग के लिए बैटरियाँ बहुत बड़ी हो जाती हैं। डिस्चार्ज में, जिंक कण इलेक्ट्रोलाइट से संतृप्त एक छिद्रपूर्ण एनोड बनाते हैं। कैथोड पर, ऑक्सीजन प्रतिक्रिया करता है और हाइड्रॉक्सिल आयन बनाता है जो जिंक पेस्ट में चले जाते हैं और जिंकेट बनाते हैं। यह, बदले में, इलेक्ट्रॉनों को कैथोड की यात्रा करने की अनुमति देता है। जिंकेट जिंक ऑक्साइड बनाने के लिए विघटित होता है और पानी इलेक्ट्रोलाइट में वापस आ जाता है। एनोड से पानी और हाइड्रॉक्सिल को कैथोड पर रिसाइकिल किया जाता है, इसलिए पानी का अंततः उपभोग नहीं किया जाता है। प्रतिक्रियाएं सिद्धांत रूप में 1.65 वोल्ट का उत्पादन करती हैं, जो उपलब्ध कोशिकाओं में 1.35-1.4 वोल्ट तक कम हो जाती है। जिंक-एयर बैटरी और ईंधन कोशिकाओं की विशेषताओं को साझा करता है। जिंक ईंधन के रूप में कार्य करता है और प्रतिक्रिया को वायु-प्रवाह के विचरण द्वारा प्रबंधित किया जाता है। ऑक्सीकृत जिंक/इलेक्ट्रोलाइट पेस्ट को नए उत्पाद से बदला जा सकता है। यदि इसे पूरी तरह से साकार किया जाए, तो जिंक-एयर बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए एक व्यवहार्य ऊर्जा स्रोत हो सकती है और इसे उपयोगिता-ग्रेड ऊर्जा भंडारण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

जेल बैटरियां — जेल सेल VRLA बैटरियाँ हैं जिनमें इलेक्ट्रोलाइट्स को जेलीकृत किया जाता है। फ्यूम्ड सिलिका को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ मिलाकर एक जिलेटिनस और स्थिर द्रव्यमान बनाया जाता है। उनमें वेट-सेल बैटरियों की अंतर्निहित समस्याएँ (वाष्पीकरण, जंग, रिसाव) नहीं होती हैं और वे तापमान चरम सीमाओं, रॉड कंपन और झटकों के प्रति अधिक प्रतिरोधी होती हैं। वेट-सेल बैटरियों के विपरीत, लेड प्लेट में एंटीमनी को कैल्शियम से प्रतिस्थापित किया जाता है और गैसों का पुनर्संयोजन हो सकता है।

हाइड्रोजन ईंधन सेल — हुंडई ने अपने टक्सन मॉडल के साथ हाइड्रोजन ईंधन सेल तकनीक पेश की है। होंडा और टोयोटा 2015 में इसका अनुसरण करेंगे। कुछ लोगों का कहना है कि हाइड्रोजन ईंधन से चलने वाले ईवी को 2030 तक कोई वास्तविक व्यापक बाजार स्वीकृति नहीं मिलेगी। ईंधन सेल आधारित वाहन एक पारंपरिक वाहन की रेंज प्रदान करेंगे, हालांकि शून्य उत्सर्जन के साथ। हालांकि, बुनियादी ढांचे की कमी और आवश्यक ड्राइवट्रेन के निर्माण की प्रीमियम लागत ईंधन कोशिकाओं को वर्षों तक मुख्यधारा से दूर रख सकती है।

क्या हो रहा है …?

PANASONIC

हाइब्रिड और प्लग-इन बैटरियों की मांग पैनासोनिक के लिए वरदान साबित हुई है, खास तौर पर टेस्ला के साथ उनकी साझेदारी के मामले में। पैनासोनिक ने हाल ही में 39% बाजार हिस्सेदारी का दावा किया है, जिसके बाद NEC ने 27% और LG Chem ने 9% बाजार हिस्सेदारी का दावा किया है। पैनासोनिक ने अक्टूबर 2014 में टेस्ला के साथ अपनी बैटरी बनाने की डील को आगे बढ़ाया।

टेस्ला का बड़ा कदम, नेवादा में बनने वाली उनकी योजनाबद्ध $5B डॉलर की गीगा फैक्ट्री, 35 GWh लिथियम-आयन सेल उत्पादन पर ध्यान केंद्रित करेगी। पैनासोनिक इस प्रयास में टेस्ला के साथ साझेदारी कर रहा है जिसे कुछ लोग उच्च जोखिम वाला उद्यम मानते हैं। यह देखना अभी बाकी है कि क्या निवेश सार्थक है और क्या यह वास्तव में सस्ती ली-आयन बैटरी बनाने में सफलता की ओर ले जा सकता है। कुछ लोगों का अनुमान है कि भले ही टेस्ला 2020 में 240,000 ईवी बेचती है, जैसा कि वे करने की उम्मीद करते हैं, पैनासोनिक को कम मार्जिन का अनुभव हो सकता है। वर्तमान परिस्थितियों में, यह अनुमान लगाना आसान है कि टेस्ला शायद अधिक क्षमता पर चल रही है जिसे ऑफसेट करना मुश्किल हो सकता है।

इस बीच, पैनासोनिक ने हाल ही में पॉलीपोर इंटरनेशनल की सहायक कंपनी सेलगार्ड के साथ सहयोग किया है। वे पैनासोनिक बैटरी सेल की अगली पीढ़ी के लिए बिना कोटिंग वाले और लेपित सेलगार्ड सेपरेटर विकसित करने के लिए मिलकर काम करेंगे। विकासात्मक चरणों के बाद, दोनों फर्मों को दीर्घकालिक आपूर्ति समझौते पर पहुंचने की उम्मीद है। बैटरी सेपरेटर लिथियम-आयन के स्थानांतरण को सक्षम करते हैं जबकि सेपरेटर कैथोड और एनोड के बीच अवरोध पैदा करता है। सेलगार्ड वर्तमान में अपने सेपरेटर में पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलीइथिलीन या ट्रिलेयर पीपी/पीई/पीपी इलेक्ट्रोलाइटिक झिल्ली का उपयोग करता है।

SAMSUNG

सैमसंग ने 2000 में लिथियम-आयन बैटरी बनाना शुरू किया था। तब से, उन्होंने नवाचार और गुणवत्तापूर्ण उत्पाद विकसित करके नेतृत्व की भूमिका स्थापित की है। उन्हें 2010 से लिथियम-आयन बैटरी बाजार में वैश्विक नेता के रूप में मान्यता प्राप्त है। सैमसंग प्रिज्मेटिक बैटरी सेल बनाता है जो मानक बैटरी आयामी मापदंडों के भीतर रहते हुए बेहतर ऊर्जा घनत्व और शक्ति प्रदान करते हैं। कंपनी प्रिज्मेटिक के साथ बनी रहेगी, क्योंकि उनका मानना है कि वे लेमिनेट की तुलना में कम समस्याग्रस्त हैं।

विशेषज्ञों का मानना है कि 2020 तक लागत घटकर $150US प्रति किलोवाट घंटा हो जाएगी, जिसमें बिक्री/डिज़ाइन पक्ष के बजाय सामग्री पक्ष पर कीमतें अधिक कम होंगी। एक बार जब विनिर्माण में डिज़ाइन उन्नत हो जाएंगे, तो लागत अंततः कम हो जाएगी। इस उद्देश्य से, सैमसंग लागत में कटौती के उपायों के साथ आक्रामक है।

कंपनी कई उन्नत ऑटो बैटरी सेल का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने में सक्षम है, जिसमें हाइब्रिड इलेक्ट्रिक्स के लिए 5Ah-क्लास, प्लग-इन के लिए 20Ah, शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए 60Ah और माइक्रो/माइल्ड HEV के लिए 4.0Ah/11Ah “हाय कैप” शामिल हैं। सैमसंग 5.2Ah दुनिया का सबसे छोटा और सबसे शक्तिशाली सेल है, जबकि 5.9Ah उद्योग में किसी भी सेल की तुलना में सबसे अधिक पावर डेंसिटी प्रदान करता है और वर्तमान में माइल्ड(?) हाइब्रिड एसयूवी और हाइब्रिड सुपरकार के लिए श्रृंखला उत्पादन में है।

भविष्य की ओर देखते हुए, सैमसंग ने तकनीकी बैटरी उन्नति के लिए दशक के अंत तक लक्ष्य निर्धारित किए हैं। 2016 तक, एक नई (NCM) निकेल कोबाल्ट मैंगनीज बैटरी 130 wh/kg की ऊर्जा घनत्व प्रदान करेगी। 2019 तक, सैमसंग ने 250 wh/kg प्रदान करने वाली एक उन्नत NCM की योजना बनाई है। उद्योग में कई लोग लिथियम-एयर ईंधन सेल के कार्यान्वयन की ओर अग्रसर हैं, सैमसंग 2020 तक वहां पहुंचना चाहता है। उनके दिमाग में जो बैटरी है, उसका ऊर्जा घनत्व +300 wh/kg होगा।

इसके अलावा, सैमसंग की EV 60Ah-क्लास बैटरी में उद्योग की सबसे अधिक वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनत्व है और वर्तमान में यूरोपीय और अमेरिकी OEM के लिए श्रृंखला उत्पादन में है। 26Ah और 28Ah में उद्योग की सबसे अधिक वॉल्यूमेट्रिक शक्ति और ऊर्जा घनत्व है। एक स्टैकेबल और कॉम्पैक्ट डिज़ाइन सेल मॉड्यूलरिटी और पैकेजिंग में आसानी की अनुमति देता है। ये यूरोपीय OEM के लिए उत्पादन में हैं।

उम्मीद है कि सैमसंग अगले 2-3 सालों में रासायनिक संयोजनों में कोई नाटकीय बदलाव किए बिना निकेल बैटरी बनाना जारी रखेगा। तकनीकी विकास में मौजूदा सामग्रियों का उपयोग करके एम्पियर/घंटा की दोगुनी वृद्धि देखी जा सकती है। एनोड में कोई महत्वपूर्ण बदलाव क्षितिज पर नहीं है क्योंकि कंपनी एडिटिव्स और सेपरेटर के साथ प्रयोग करना जारी रखती है। सुरक्षा अनुमतियाँ 2020 से पहले किसी भी महत्वपूर्ण बदलाव को नकार देंगी। सैमसंग को 2030 के करीब लिथियम-एयर सहित उत्पाद विकास के लिए और अधिक अवसर मिलने की उम्मीद है। सैमसंग के पास 1850 इन ए स्क्वायर बैटरी से रसायनों का उपयोग करके लागत कम करने और बैटरी ऊर्जा घनत्व बढ़ाने की क्षमता है, लेकिन चीनी सरकार के नियम इसकी अनुमति नहीं देते हैं।

2020 तक, सैमसंग को उम्मीद है कि होराइजन 2020 लक्ष्यों के अनुसार CO2 स्तर प्राप्त करने के लिए हाई-वोल्टेज 48 और लो-वोल्टेज लिथियम बैटरी दोनों की मांग में वृद्धि होगी। वर्तमान में, वे निसान लीफ के बाद दूसरे स्थान पर हैं। बीएमडब्ल्यू के साथ साझेदारी से बाजार हिस्सेदारी संख्या में वृद्धि हो सकती है और उन्हें शीर्ष 3 में रखा जा सकता है।

इस बीच, फोर्ड सैमसंग एसडीआई के साथ मिलकर पुनर्योजी ब्रेकिंग पर केंद्रित हाइब्रिड तकनीक बनाने के लिए काम कर रहा है जो वाहन ब्रेकिंग के दौरान आमतौर पर खो जाने वाली 95% ऊर्जा को बनाए रख सकता है। कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने के लिए एक अल्पकालिक समाधान के रूप में देखा गया, यह सिस्टम फोर्ड के ऑटो स्टार्ट-स्टॉप के साथ मिलकर काम करता है जो ईंधन को संरक्षित करने के लिए वाहन के रुकने पर इंजन को बंद कर देता है। एक विशेष बैटरी आंतरिक प्रणालियों और सहायक उपकरणों को तब तक शक्ति प्रदान करती है जब तक कि ब्रेक जारी नहीं किया जाता है, जिसके बाद इंजन फिर से चालू हो जाता है। दीर्घावधि में, फोर्ड और सैमसंग एसडीआई एक अल्ट्रा-लाइटवेट लिथियम-आयन बैटरी विकसित कर रहे हैं जो मौजूदा हाइब्रिड बैटरियों की तुलना में 30% तक छोटी है। यह निकल-धातु-हाइड्राइड से बना है और संभावित रूप से तीन गुना तक बिजली की आपूर्ति कर सकता है। एक अवधारणा वाहन में वजन घटाने की रणनीतियों को नियोजित करने से, अंतिम परिणाम बेहतर प्रदर्शन और दक्षता प्रदान कर सकता है। फोर्ड ने आवश्यक बैटरी घटकों और बाद की परीक्षण प्रक्रियाओं के उत्पादन, डिजाइन और इंजीनियरिंग के लिए $135M का निवेश किया है। इसके अलावा, फोर्ड लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी में चल रहे ऊर्जा भंडारण अनुसंधान का समर्थन कर रहा है। फोर्ड वाहन जीवन समाप्ति समाधान (ईएलवीएस) में रुचि रखता है जिसमें विषाक्त पदार्थों का प्रबंधन और निष्क्रिय बैटरियों की पुनर्चक्रणीयता शामिल है। ग्राहक अब अपनी पुरानी बैटरियों को निःशुल्क पुनर्चक्रण के लिए भाग लेने वाले डीलरों के पास ला सकते हैं।

सैमसंग “बेंडेबल” बैटरियाँ - सैमसंग एसडीआई ने दक्षिण कोरिया में 2014 इंटरबैटरी सम्मेलन में एक नई रोल करने योग्य, मोड़ने योग्य बैटरी का अनावरण किया। यू-आकार में मोड़ने या कप के चारों ओर लपेटने में सक्षम, यह बैटरी लोगों की कलाई पर पहनने योग्य रूप में घर पाएगी, जैसे कि उनके गियर फिट फिटनेस बैंड के अंदर पाए जाने वाले घुमावदार 210mAh सेल। इस समय, बैटरी अभी भी विश्वसनीयता और सुरक्षा में सुधार के लिए विकास में हैं और उन्हें जनता के लिए उपलब्ध होने में कुछ समय लग सकता है। एलजी केम भी पहनने योग्य वस्तुओं में रुचि रखता है और उनके पास विकास में समान बैटरी हैं, हालांकि उनका हालिया जोर इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बैटरी बनाने पर रहा है।

शक्ति3

मिशिगन की इस उभरती हुई स्टार्ट-अप का लक्ष्य लिथियम बैटरी को कंप्यूटर चिप्स की तरह ही कुशलतापूर्वक और किफ़ायती तरीके से बनाना है। सीईओ और संस्थापक एन मैरी शास्त्री के दिमाग की उपज, शक्ति3 ने 2014 में घोषणा की थी कि वह बैटरी तकनीक में बड़ी सफलताओं के कगार पर है। वे एक ऐसी बैटरी विकसित कर रहे हैं जिसका दावा है कि यह लिथियम-आयन की ऊर्जा घनत्व को एक-पांचवें हिस्से की लागत पर दोगुना कर देगी। क्या यह वह तकनीक हो सकती है जो ग्राहकों को वह कीमत और ड्राइविंग रेंज दे जो उन्हें ग्रीन कार में बदलने के लिए चाहिए? शायद। शक्ति3 ने जापानी उद्योगपतियों, इटोचू, खोसला वेंचर्स, जनरल मोटर्स और मिशिगन राज्य जैसे समर्थकों से अनुसंधान निधि में $30M एकत्र किया है।

शक्ति3 का दावा है कि उसने एक सॉलिड-स्टेट लिथियम-आयन बैटरी विकसित की है, जो सौर सेल और फ्लैट-पैनल टीवी डिस्प्ले जैसी उत्पादन पद्धतियों का उपयोग करती है। इस वैक्यूम-डिपोजिशन तकनीक में शक्ति3 को एक सस्ती और तेज़ विनिर्माण प्रक्रिया देने की क्षमता है। इस समय, कंपनी मिशिगन में एक मामूली पायलट उत्पादन लाइन पर सेल का उत्पादन कर रही है, जिसकी उम्मीद अगले कुछ वर्षों में व्यावसायीकरण की है।

इसमें कई बाधाएं हैं। बड़े पैमाने पर संचालन के लिए, विनिर्माण की लागत कई गुना अधिक और महंगी है। काम करने लायक आकार की बैटरियाँ बनाना और उनमें से बहुत सारी बैटरियाँ बनाना भी महत्वपूर्ण चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है। इस बात पर संदेह है कि क्या सॉलिड-स्टेट बैटरियाँ आज के वाहनों को आवश्यक तेज़ गति प्रदान कर सकती हैं, एक समस्या जिसे सॉलिड-स्टेट के पिछले समर्थक हल नहीं कर पाए थे। इस बात पर सवाल हैं कि क्या ऐसी बैटरियाँ तापमान की चरम सीमा को झेल सकती हैं। क्या वे सड़क की कठोरताओं को झेलने के लिए पर्याप्त मज़बूत होंगी? इस खेल में अन्य भी हैं, जिनमें टोयोटा और कोलोराडो में सॉलिड पावर बैटरी और कैलिफ़ोर्निया में सीओ जैसी नई कंपनियाँ शामिल हैं। प्लानर एनर्जी जैसी अन्य कंपनियाँ पहले ही हार मान चुकी हैं।

सक्ती3 का लक्ष्य सबसे पहले स्मार्ट फोन के लिए सॉलिड-स्टेट बैटरी बनाना है जो उनके जीवन को दोगुना कर सकती है। उसके बाद, वे ऑटोमोबाइल बैटरी पैक पर काम करेंगे। लंबी दूरी पर, सक्ती3 पवन और सौर ऊर्जा के उपयोगिता-स्तरीय भंडारण के लिए सॉलिड-स्टेट बैटरी की कल्पना करता है। फ्रॉस्ट और सुलिवन का मानना है कि 2020 तक लिथियम बैटरी बाजार $76.4B तक पहुंच जाएगा, जिसमें 25% तक की वृद्धि होगी। एन मैरी सस्त्री जानती हैं कि उन्हें बड़े पैमाने पर बैटरी अनुभव वाले भागीदार की आवश्यकता है। कई क्षेत्रों को कवर करने वाले कमोडिटीकृत सेल प्रारूपों, समय-परीक्षणित परीक्षण परिणामों, साथ ही चुनौतीपूर्ण क्षेत्रों से निपटने के अनुभव वाली मार्केटिंग और तकनीकी बिक्री टीमों के साथ बड़े पैमाने पर एशियाई निर्माताओं से मदद मिल सकती है।

एलजी केमिकल

कोरियाई कंपनी एलजी केम ने हाल ही में घोषणा की है कि वह 2016 तक 200 मील की रेंज वाली ईवी बैटरी की आपूर्ति कर सकती है। यह बैटरी किसे आपूर्ति करेगी, यह रहस्य बना हुआ है, लेकिन सबसे अच्छा उम्मीदवार जनरल मोटर्स प्रतीत होता है। जीएम कैडिलैक ईडीआर, शेवी वोल्ट और निर्यात किए गए वोल्ट/एम्पेरा के लिए एलजी केम सेल का उपयोग करता है। हालांकि, एलजी केम हुंडई, किआ, वोल्वो, रेनॉल्ट और फोर्ड जैसी प्रतिस्पर्धी ऑटोमेकर्स को भी बैटरी की आपूर्ति करता है। जीएम टेस्ला पर बारीकी से नज़र रख रहा है कि उनकी प्रस्तावित 200-मील कार कैसे विकसित होती है (यह 2016-2017 में अपेक्षित है)।

विकास में प्रस्तावित 200 मील की बैटरी में कथित तौर पर उच्च तापमान का सामना करने के लिए पाउच-प्रकार की पैकेजिंग सामग्री के साथ ऊर्जा घनत्व में वृद्धि होगी। पावर घनत्व में लगभग 400 kWh तक सुधार होना चाहिए। साथ ही, विनिर्माण लागत में 30% जितनी कमी आने की उम्मीद है। $14B LG Chem, निश्चित रूप से, लिथियम-आयन बैटरी का एक प्रमुख विश्व आपूर्तिकर्ता है। यह कंपनी के लिए एक प्राथमिक विकास क्षेत्र है। पिछले सात वर्षों में, लिथियम-आयन बैटरी में निवेश पाँच गुना बड़ा हो गया है। उनके पास अमेरिका, चीन, जापान और दक्षिण कोरिया में चार R&D सुविधाएँ हैं, और दक्षिण कोरिया और चीन में तीन विनिर्माण संयंत्र हैं, जो सभी लिथियम-आयन बैटरी के उत्पादन और इंजीनियरिंग पर केंद्रित हैं।

एलजी केम बैटरी सेल में एक लेमिनेटेड, आयताकार आकार का कोर होता है। सेल के कोर स्पेस को अधिकतम करने और लेमिनेशन को कम करने के प्रयास किए जाते हैं। 2020 तक, वे सेल के कोर को बढ़ाने और लेमिनेशन को और कम करने के लिए अपने वर्तमान 1:3 अनुपात में उल्लेखनीय सुधार करने की उम्मीद करते हैं। एलजी का रासायनिक रूप कारक थैली के आकार का है। सेल के विभिन्न रूप कारकों के फायदे और नुकसान हैं और कुछ OEM एक रूप के मुकाबले दूसरे के प्रति अधिक वफादार हैं। हाइब्रिड इलेक्ट्रिक्स के लिए, फोर्ड पैनासोनिक से रसायन विज्ञान का उपयोग करता है और यह बेलनाकार है। लेकिन, बैटरी इलेक्ट्रिक के संबंध में, वे एलजी केम की तुलना में पूरी तरह से अलग रसायन विज्ञान और फॉर्म फैक्टर का उपयोग करते हैं। जहां तक इलेक्ट्रोलाइट्स की बात है, कुछ लोगों को लगता है कि कंपनी एक ठोस प्रकार को अपनाएगी, हालांकि यह संभव है कि जेल-प्रकार के इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग किया जा सकता है।

कंपनी को बाजार की अपनी समझ पर पूरा भरोसा है और उसे लगता है कि 12-48 वोल्ट की बैटरी में विकास की संभावना है। एलजी केम उस क्षेत्र में प्रतिस्पर्धी होने के लिए प्रौद्योगिकी विकसित कर रहा है। उनका सैमसंग और पैनासोनिक जैसी कंपनियों के साथ भी अच्छा तालमेल है, जिससे वे रसायन विज्ञान और पैकेजिंग के संबंध में बैटरी प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने के लिए सरकारों के साथ काम कर सकते हैं, जिससे लागत कम हो सकती है। कुछ लोगों का मानना है कि 2022 में सबसे सस्ती 12-वोल्ट बैटरी की कीमत 170-180 यूरो होगी।

दुनिया के सबसे बड़े ऑटोमोटिव बाज़ार में बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए चीन के नानजिंग में एक नया इलेक्ट्रिक कार बैटरी प्लांट बनाया जा रहा है। 2015 के अंत तक पूरा होने वाला नानजिंग प्लांट चीनी कार निर्माता SAIC, Qoros और अन्य कंपनियों को सेवा देगा। हाल ही में, LG Chem ने चीनी सरकारी कंपनियों, नानजिंग ज़िजिन टेक्नोलॉजी इनक्यूबेशन स्पेशल पार्क कंस्ट्रक्शन डेवलपमेंट कंपनी लिमिटेड और नानजिंग न्यू इंडस्ट्रियल इन्वेस्टमेंट ग्रुप लिमिटेड के साथ हाथ मिलाया है। वे मिलकर EV बैटरी बनाएंगे। LG ने इस उद्यम में भारी निवेश किया है और 2020 तक $1T अर्जित राजस्व का अनुमान लगाया है।

3M और पैनासोनिक की तरह एलजी केमिकल भी बाजार में सिलिकॉन-आधारित एनोड वाली बैटरी पेश करने में रुचि रखता है, और वे एक भयंकर प्रतिस्पर्धी साबित हो सकते हैं। एनसीए (निकेल कोबाल्ट एल्युमिनियम) संभवतः कैथोड के लिए अपनाई जाने वाली सामग्रियों में से एक होगी। कई कंपनियां विश्वविद्यालय और सरकारी सब्सिडी वाली प्रयोगशालाओं से उभरने वाली तकनीकों को लाइसेंस देना चाहती हैं। एम्प्रियस जैसी फर्मों ने इसी तरह की तकनीकें विकसित की हैं और वे बैटरी में सिलिकॉन को शामिल करने के कई रास्ते तलाशने के लिए उत्सुक हैं। पेटेंट संघर्ष निश्चित रूप से उत्पन्न होंगे क्योंकि बड़ी और छोटी कंपनियाँ इस उच्च-दांव वाली बैटरी युद्ध के मैदान में प्रभुत्व के लिए खुद को तैयार करती हैं।

जॉनसन कंट्रोल्स

दुनिया भर में 50 सुविधाओं में 15,000 कर्मचारियों के साथ दुनिया में बैटरी का सबसे बड़ा निर्माता, जॉनसन कंट्रोल्स सालाना ऑटोमेकर्स और खुदरा विक्रेताओं को उद्योग की एक तिहाई (140M+) बैटरी की आपूर्ति करता है। इसमें हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी शामिल हैं। जॉनसन कंट्रोल्स दुनिया के कुछ सबसे बड़े ऑटोमोटिव कॉन्ट्रैक्ट जीतने के इरादे से अपनी NMC बैटरी केमिस्ट्री विकसित कर रहा है, हालाँकि उन्होंने विशेष रूप से EV बैटरी बाज़ार की सेवा के लिए कारखाने बनाने में अनिच्छा दिखाई है। निसान मोटर कंपनी और NEC के साथ एक सहयोगी प्रयास AESC, Li-ion सेल का एकमात्र निर्माता है जो सीधे एक ऑटोमोटिव निर्माता के स्वामित्व में है। कंपनी ने बहुत अधिक मात्रा में बैटरियाँ बनाई हैं, खासकर निसान लीफ़ के लिए।

2012 में, जॉनसन कंट्रोल्स ने $125M के लिए A123 सिस्टम्स का अधिग्रहण किया। इन परिसंपत्तियों में उत्पाद और मौजूदा अनुबंध, लिथियम-आयन बैटरी तकनीक, मिशिगन में कारखाने, चीन में कैथोड रे प्लांट और एक चीनी बैटरी कंपनी में इक्विटी शामिल थी। कंपनी को अंततः दिवालियापन संरक्षण की मांग करने के लिए मजबूर होना पड़ा।

तब से, जॉनसन कंट्रोल्स लगातार आगे बढ़ रहा है। 2015 के अनुमानों के अनुसार कंपनी को चीन में निरंतर वृद्धि के लिए बेहतरीन अवसरों के साथ उच्च लाभ मार्जिन की उम्मीद है, जहां उन्होंने 2014 में $8B से अधिक कमाया। जॉनसन कंट्रोल्स ने हाल ही में चोंगकिंग शहर में एक नया $154M, 133,000 वर्ग फुट का बैटरी प्लांट खोला है, जहां उन्हें सालाना 6 मिलियन बैटरी बनाने की उम्मीद है।

कार कम्पनियाँ

हाल ही में, वोक्सवैगन ने सैन्यो के साथ मिलकर एक ऐसी बैटरी विकसित की है जो पहले उपलब्ध बैटरी से चार गुना अधिक बिजली प्रदान कर सकती है। वोक्सवैगन प्रौद्योगिकी का उपयोग करके विकसित की गई यह बैटरी संभावित रूप से 80 kWh प्रदान कर सकती है। अंदरूनी सूत्रों का मानना है कि यह विकास के शुरुआती चरणों में एक लिथियम-एयर इकाई है।

ऐसा अनुमान है कि टेस्ला 2017 तक दो बिलियन ली-आयन सेल की खपत होगी। मॉडल एस और मॉडल एक्स दोनों में 18650 सेल का इस्तेमाल किया गया है। इलेक्ट्रिक कार में सबसे बड़ी बैटरी (85 kWh) के साथ मॉडल एस सबसे लंबी ड्राइविंग रेंज प्रदान करता है। पावरट्रेन जॉनसन कंट्रोल के NMC ली-आयन सिस्टम का उपयोग करता है जो ई-बाइक, सैन्य और चिकित्सा उपकरणों और बिजली उपकरणों में भी पाया जाता है। 2020 तक, टेस्ला लागत बचत शुरू करने के लिए सिलिकॉन कार्बाइड पावर इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करना शुरू कर सकता है। एक विस्तृत बैंडगैप सामग्री, सिलिकॉन कार्बाइड अधिक कुशल है और इसके परिणामस्वरूप मॉडल एस के लिए 20% तक की बिजली बचत हो सकती है। इसका मतलब है कि बैटरी की लागत में संभावित $6,000 की बचत होगी।

जनरल मोटर्स इलेक्ट्रिक पावर रिसर्च इंस्टीट्यूट और 15 अन्य यूटिलिटीज के साथ मिलकर एक “स्मार्ट” प्लग-इन व्हीकल चार्जिंग सिस्टम तैयार कर रहा है। BMW, Honda, Mitsubishi, Ford, Toyota, Mercedes-Benz और Chrysler भी इस कंसोर्टियम का हिस्सा हैं। कुल मिलाकर अवधारणा एक “डिमांड चार्जिंग” सिस्टम शुरू करने की है जो यूटिलिटीज और प्लग-इन को संवाद करने की अनुमति देता है ताकि पीक ऑवर्स के दौरान वाहन चार्जिंग को कम किया जा सके, जिससे ऊर्जा व्यय में कमी आए। इस सिस्टम की आवश्यकता है क्योंकि सड़क पर प्लग-इन वाहनों की संख्या लगातार बढ़ रही है। ऑटोमेकर्स को उम्मीद है कि वे एक ऐसा ओपन प्लेटफॉर्म तैयार करेंगे जो उनके किसी भी प्लग-इन वाहन के साथ संगत हो।

बीएमडब्ल्यू अपने मौजूदा मॉडलों के लिए SAE कॉम्बो फास्ट चार्जर्स और सोलर चार्जपोर्ट्स सहित चार्जिंग के ढेर सारे विकल्प पेश कर रहा है। हाल ही में कैलिफोर्निया के सैन जोस में एक प्लग-इन सम्मेलन में BMW ने एक नए iDC फास्ट चार्जिंग यूनिट और जिसे वे चार्जनाउ डीसी फास्ट प्रोग्राम कहते हैं, का प्रचार किया। BMW का iDC फास्ट चार्जर अपनी श्रेणी के अन्य चार्जरों से छोटा और सस्ता है। कॉम्बो कनेक्टर इसे VW, शेवरले, फोर्ड और अन्य EV के साथ संगत बनाता है। iDC फास्ट चार्जर एक वाहन को लगभग 30 मिनट में 80% तक फुल कर देता है। चार्जर्स को चार्जपॉइंट या चार्जनाउ कार्ड के जरिए एक्सेस किया जाता है। BMW ड्राइवरों को भाग लेने वाले NRG eVgo फ्रीडम स्टेशनों पर 2015 के अंत तक मुफ्त चार्जिंग की पेशकश करेगा

टोयोटा वर्तमान में ठोस-अवस्था बैटरी की संभावनाओं के साथ-साथ लिथियम-एयर प्रौद्योगिकियों पर शोध कर रहा है, तथा 2020 तक लिथियम-आयन से स्विच करने की दीर्घकालिक योजना बना रहा है। इसके अतिरिक्त, ऑटोमेकर जल्द ही जापान में मिराई को पेश करेगा, जो हाइड्रोजन ईंधन सेल द्वारा संचालित एक इलेक्ट्रिक वाहन है।

निसान प्रमुख जापानी विश्वविद्यालयों के साथ मिलकर एक विश्लेषण विधि विकसित कर रहा है जो लिथियम-आयन बैटरियों के कैथोड मटेरियल में इलेक्ट्रॉन गतिविधि का प्रत्यक्ष अवलोकन करने की अनुमति देता है, जबकि वे चार्ज और डिस्चार्ज हो रहे होते हैं। संभावित रूप से, यह उच्च क्षमता वाली, टिकाऊ बैटरियों के निर्माण की ओर ले जा सकता है जो शून्य उत्सर्जन ईवी की सीमा का विस्तार करने में मदद कर सकती हैं। नई विश्लेषण विधि एक्स-रे अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी को जोड़ती है जो एल-अवशोषण किनारों और जापान के अर्थ सिम्युलेटर सुपरकंप्यूटर से पहली प्रमुख गणना का उपयोग करती है। लिथियम युक्त सामग्रियों का विश्लेषण किया जा रहा है जो ऊर्जा घनत्व को 50% तक बढ़ाने का वादा करती हैं। यह देखा गया कि उच्च क्षमता वाली स्थिति के दौरान, चार्जिंग के दौरान ऑक्सीजन से इलेक्ट्रॉन सक्रिय थे। समवर्ती रूप से, मैंगनीज इलेक्ट्रॉन डिस्चार्ज प्रतिक्रिया के दौरान सक्रिय थे। निसान इसे लिथियम से समृद्ध इलेक्ट्रोड सामग्रियों के अंतिम विकास की दिशा में एक बड़ा कदम मानता है जो उच्च क्षमता वाली बैटरी दे सकता है जिनका जीवनकाल लंबा होता है।

लिथियम आयन बैटरी: सुरक्षा, राजनीतिक और पेटेंट मुद्दे

सुरक्षा के मुद्दे

विश्व बाज़ार में लिथियम-आयन बैटरियों की सफलता के बावजूद, बैटरियों के बारे में सुरक्षा संबंधी चिंताएँ और मुद्दे सामने आए हैं। उदाहरण के लिए, 2006 में सोनी को 6M बैटरियों को वापस बुलाने के लिए मजबूर होना पड़ा, जिनकी विफलता दर 1:200,000 थी। सोनी ने कहा कि सूक्ष्म धातु के कण संभावित रूप से बैटरी सेल के संपर्क में आ सकते हैं, जिससे शॉर्ट सर्किट और आग लग सकती है। तब से यह दर 1:10,000,000 तक कम हो गई है। कथित तौर पर गोदाम में आग लगना असामान्य नहीं माना जाता था। जल्दी से अलग होने और संभावित आंतरिक शॉर्टिंग के बारे में भी चिंताएँ थीं।

शेवी वोल्ट में लिथियम-आयन बैटरियों से जुड़ी आग की समस्याएँ रही हैं। NHTSA द्वारा क्रैश-टेस्ट किए गए एक पैक में शुरुआती परीक्षण के हफ़्तों बाद स्टोरेज एरिया में आग लग गई। अतिरिक्त परीक्षणों ने परिदृश्य को फिर से बनाया और अधिक आग लगने की घटनाएँ हुईं। जीएम और एनएचटीएसए अधिकारियों से अमेरिकी कांग्रेस के सदस्यों ने पूछा कि एनएचएसटीए ने घटनाओं के 5 महीने बाद तक रिपोर्ट क्यों नहीं की।

राजनीतिक मामले

सरकारी हस्तक्षेप और विनियमन अक्सर हाइब्रिड/इलेक्ट्रिक बैटरी उद्योग की आगे की प्रगति को प्रभावित करते हैं। ग्रीन टेक्नोलॉजी अक्सर मौजूदा पेट्रोलियम-आधारित ऊर्जा अर्थव्यवस्था को बनाए रखने वालों और अधिक प्रगतिशील पर्यावरणीय एजेंडे को बढ़ावा देने वालों के बीच एक दरार पैदा करती है।

चीन में इलेक्ट्रिक वाहनों को बढ़ावा देने के लिए एक राष्ट्रीय नीति बनाई गई है, हालांकि यह उम्मीद के मुताबिक सफल नहीं रही है। कुछ लोगों का मानना है कि अगर सरकारें सड़कों पर ज़्यादा इलेक्ट्रिक वाहन लाने के लिए दबाव बनाना चाहें तो वे करों और आकर्षक प्रोत्साहनों के ज़रिए ऐसा कर सकती हैं। ज़्यादा बिक्री को बढ़ावा देने के लिए सही आर्थिक संतुलन और प्रोत्साहन पैकेज की ज़रूरत है।

अमेरिकी ऊर्जा विभाग (DOE) 2020 तक पेट्रोलियम आयात को आधा करना चाहता है। वे यह भी चाहते हैं कि ऑटो उत्सर्जन 2005 की तुलना में 17% कम हो। इस उद्देश्य के लिए, वे अपने उद्देश्य की सहायता के लिए हाइड्रोजन ईंधन सेल, बैटरी अपग्रेड, वाहन विद्युतीकरण नवाचार और जैव ईंधन की ओर देख रहे हैं। यह सब उनके द्वारा बताए गए तरीके से किया गया है। रणनीतिक योजना 2014-2018 हाल ही में DOE द्वारा जारी किया गया दस्तावेज़। इस वजह से, कई कंपनियाँ इन लक्ष्यों को प्राप्त करने में मदद के लिए कुछ सरकारी फंडिंग की उम्मीद कर सकती हैं। DOE की पाँच वर्षीय योजना के हिस्से के रूप में, यह आशा की जाती है कि पवन, सौर और भूतापीय जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत स्थापित समय सीमा में अपना उत्पादन दोगुना कर सकते हैं, जिससे कुछ अपरिहार्य सार्वजनिक-निजी भागीदारी हो सकती है।

कर अधिकारी आ रहे हैं... विस्कॉन्सिन राज्य के परिवहन सचिव मार्क गोटलिब ने आग्रह किया है कि हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहनों के मालिकों के लिए $50 पंजीकरण शुल्क होना चाहिए। यह उनके 14 नवंबर, 2014 के बजट अनुरोध का हिस्सा है। सचिव गोटलिब का मानना है कि इन मालिकों को "हमारे बुनियादी ढांचे के संचालन लागत का उचित हिस्सा देना चाहिए।" यदि हरी झंडी मिल जाती है, तो विस्कॉन्सिन पाँच अन्य अमेरिकी राज्यों (उत्तरी कैरोलिना, नेब्रास्का, कोलोराडो, वर्जीनिया, वाशिंगटन) में शामिल हो जाएगा, जिन्होंने गैस करों के लिए राजस्व प्राप्त करने के लिए ग्रीन कार मालिकों पर शुल्क लगाया है, जो ये ड्राइवर अन्यथा नहीं चुकाते। हालाँकि, कुछ लोगों को लगता है कि प्रस्तावित कर केवल ड्राइवरों को कम पेट्रोलियम का उपयोग करने के लिए दंडित करता है।

एलन मस्क की $5B गीगा बैटरी फैक्ट्री को एरिजोना, टेक्सास, नेवादा या न्यू मैक्सिको में लाने के लिए जोरदार प्रतिस्पर्धा चल रही थी। प्रत्यक्ष निवेश में अरबों डॉलर का अनुमान लगाया गया था और 6,500 से ज़्यादा नई नौकरियाँ दांव पर लगी थीं। लालच के तौर पर, राजनेताओं ने वादों और करदाताओं के पैसे का इस्तेमाल किया। मामले को और जटिल बनाने के लिए, कई अमेरिकी राज्यों ने टेस्ला को अपने ग्राहकों को सीधे बेचने से रोकने के लिए विधायी प्रयास शुरू किए हैं। मिनेसोटा और मैसाचुसेट्स टेस्ला के अनुकूल रहे हैं, लेकिन न्यूयॉर्क, ओहियो और न्यू जर्सी ने स्पष्ट प्रतिरोध दिखाया है।

टेक्सास के गवर्नर रिक पेरी, जिन्हें कार डीलरशिप से $300K से अधिक राजनीतिक योगदान मिला है, पिछले जून में टेस्ला को प्रभावित करने के उद्देश्य से एक राजनीतिक स्टंट के रूप में सैक्रामेंटो में टेस्ला मॉडल एस चलाकर गए थे। यह काम नहीं आया। अंततः, नेवादा राज्य ने सितंबर, 2014 में पुरस्कार जीता और टेस्ला की नई गीगा फैक्ट्री का घर होगा। कथित तौर पर राज्य को टेस्ला की नजदीकी कैलिफोर्निया फैक्ट्री और नेवादा लिथियम खानों के साथ इसकी निकटता के कारण चुना गया था। $1.25B प्रोत्साहन पैकेज ने निश्चित रूप से नेवादा के प्रेरक प्रयासों को नुकसान नहीं पहुंचाया।

कैलिफोर्निया में, राज्य एजेंसियां 2025 तक राज्य के राजमार्गों पर 1.5 मिलियन शून्य-उत्सर्जन वाहन लाने के लिए पहल कर रही हैं। हाल ही में, कैलिफोर्निया ऊर्जा आयोग ने 2015 के अंत तक 28 हाइड्रोजन ईंधन भरने वाले स्टेशनों और एक मोबाइल ईंधन भरने वाले स्टेशन के लिए लगभग $50M का उपयोग करने के लिए मतदान किया।

चार्जिंग स्टेशन – बुनियादी ढांचे की स्थापना

"रेंज एंग्जाइटी" के कारण ग्रीन वाहन खरीदने वाले लोग पीछे हट जाते हैं, क्योंकि उन्हें चार्ज करने से पहले कम दूरी तय करनी पड़ती है। इसके अलावा, यह सवाल भी है कि हाइब्रिड/इलेक्ट्रिक वाहन को कहां चार्ज किया जाए। जैसे-जैसे उद्योग विकसित और विकसित होता है, सड़क पर अधिक से अधिक इलेक्ट्रिक संचालित वाहनों की मांग को पूरा करने के लिए चार्जिंग स्टेशनों के सहायक बुनियादी ढांचे की आवश्यकता होगी।

अभी तक, अधिकांश चार्जिंग स्टेशन बड़े शहरों के पास स्थित हैं। अनुमान है कि दुनिया भर में ऐसे कुछ हज़ार स्टेशन हैं। अधिकांश लोग इस बात से सहमत हैं कि बुनियादी ढांचे को विकसित करने और ईवी की अधिक खरीद को प्रोत्साहित करने के लिए कुछ निजी क्षेत्र के धन प्रवाह की आवश्यकता होगी। यह आवश्यकता इसलिए और भी जटिल है क्योंकि वर्तमान में ईवी की सीमा सीमित है। ग्रीन वाहन चालक निश्चित रूप से तेज़ चार्जिंग समय की भी मांग करेंगे।

उम्मीद है कि 2020 तक चार्जिंग मार्केट हर साल दोगुना हो जाएगा। हाल ही में विकसित वायरलेस चार्जिंग से चीजें आसान हो जाएंगी, जिससे ड्राइवर ग्राउंड सेंसर के ऊपर पार्क कर सकेंगे और अपने वाहनों को आसानी से और जल्दी से चार्ज कर सकेंगे, बिना किसी तार के। दस ऑटो निर्माता वायरलेस सिस्टम का परीक्षण करने के लिए जाने जाते हैं और उनमें से कई अपने वाहनों में वायरलेस चार्जिंग सिस्टम बनाएंगे। हो सकता है कि 2017 तक वोक्सवैगन के पास एक इंडक्टिव सिस्टम हो। दशक के अंत तक, वायरलेस चार्जिंग इकाइयों की बिक्री 350K से अधिक हो सकती है।

ड्यूक एनर्जी, हर्ट्ज़ और गूगल के साथ काम करने वाली कंपनी इवाट्रान, अपने प्लगलेस एल2 कॉर्डलेस सिस्टम के लिए ईटीएल प्रमाणन प्राप्त करने वाली पहली फर्म है। चेवी वोल्ट एक्सटेंडेड रेंज प्लग-इन और निसान लीफ बैटरी/इलेक्ट्रिक के साथ संगत, इवाट्रान का सिस्टम फ़्लोर पैड से ऑनबोर्ड एडॉप्टर को चार्ज करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र और प्रेरक शक्ति का उपयोग करता है। अब तक किसी भी सुरक्षा घटना की सूचना नहीं मिली है।

पेटेंट मुद्दे

90 के दशक की शुरुआत में निकेल हाइड्राइड बैटरी रसायन विज्ञान के आगमन के बाद से; रसायन विज्ञान जो आज के हाइब्रिड वाहनों के विकास के लिए अभिन्न अंग है, यह अनुमान लगाया गया है कि यूएस ऑटो बैटरी कंसोर्टियम का उपयोग ऑटो उद्योग द्वारा इलेक्ट्रिक कार प्रौद्योगिकी और विकास को विफल करने के लिए किया गया था। इसे प्राप्त करने का एक तरीका यह हो सकता है कि लागू पेटेंटों की जानकारी जनता को उपलब्ध न होने दी जाए। विचाराधीन पेटेंट ओवोनिक्स के संस्थापक, स्टेन ओविंस्की के होंगे। उन्होंने दावा किया कि ऑटो उद्योग ने गलत तरीके से सुझाव दिया कि NiMH तकनीक अभी तैयार नहीं थी। '94 तक, GM ने ओवोनिक्स और बड़ी निकेल मेटल हाइड्राइड बैटरी बनाने से संबंधित पेटेंट में नियंत्रण हासिल कर लिया। फिर भी बाद में, 2001 में, टेक्साको ने ओवोनिक्स में GM का हिस्सा खरीद लिया

2003 तक, टेक्साको ओवोनिक्स एनर्जी कन्वर्जन डिवाइसेस ओवोनिक्स के साथ मिलकर कोबासिस बन गया। शेवरॉन के पास ECD ओवोनिक्स में 19.99% की हिस्सेदारी थी और NiMH तकनीक के किसी भी लाइसेंस या बिक्री पर वीटो का अधिकार था। शेवरॉन को यह भी लगा कि अगर ECD ओवोनिक्स अनुबंध संबंधी दायित्वों को पूरा करने में चूक करता है तो उन्हें कोबासिस के बौद्धिक संपदा अधिकारों का अधिकार है। क्या शेवरॉन प्रतिस्पर्धा को सीमित करने के लिए पेटेंट लाइसेंस को नियंत्रित करके बड़ी NiMH बैटरियों तक पहुँच को रोक रहा था? ओवशिन्स्की को लगा कि ECD ओवोनिक्स एक तेल कंपनी के साथ व्यापार करके गलत था, जो उन्हें व्यवसाय से बाहर करना चाहती थी।

दूसरी ओर, एनविया सिस्टम्स पर पूर्व अधिकारियों द्वारा मुकदमा दायर किया गया था, जिन्हें लगा कि कंपनी ने अपनी तकनीक का गलत इस्तेमाल किया है और किसी दूसरी कंपनी की तकनीक को अपनी तकनीक बताकर गलत तरीके से पेश किया है। यह सब जीएम को उच्च ऊर्जा घनत्व वाली बैटरी की आपूर्ति करने के उद्देश्य से किया गया था।

टेस्ला ने हाल ही में अपने पेटेंट को सभी के लिए खोलकर सुर्खियाँ बटोरीं। कुछ निवेशकों और ईवी उत्साही लोगों ने इस खबर का गर्मजोशी से स्वागत किया, जबकि अन्य ने इसे नज़रअंदाज़ कर दिया। कुछ लोगों का मानना था कि एक पेटेंट, अपने आप में, केवल कुछ ही जानकारी प्रदान करता है। साथ ही, नए उत्पादों और तकनीकों के आने के साथ ही वे जल्दी ही पुरानी खबर बन सकते हैं। टेस्ला के प्रस्ताव पर मिली-जुली प्रतिक्रिया के बावजूद, निसान और बीएमडब्ल्यू के बारे में अफ़वाहें हैं कि जून 2014 में चार्जिंग तकनीक पर चर्चा करने के लिए टेस्ला के साथ गुप्त बैठकें हो रही हैं। बीएमडब्ल्यू ने इस बैठक की पुष्टि की है। होंडा और जीएम ने एलन मस्क के प्रस्ताव में बहुत कम रुचि दिखाई। टोयोटा, क्रिसलर और फोर्ड इस मुद्दे पर चुप रहे। कहा जाता है कि महिंद्रा टेस्ला के पेटेंट पर विचार कर रहा है कि क्या भूटान में इलेक्ट्रिक वेंटो सेडान के विकास में इसके आवेदन लाभकारी हो सकते हैं।

निजी और व्यावसायिक क्षेत्रों की आर्थिक ज़रूरतों को पूरा करने के लिए आने वाले वर्षों में बैटरी तकनीक और प्रदर्शन में उन्नति जारी रहेगी। पर्यावरणीय नियम निर्माताओं के लिए चुनौतियाँ पैदा करेंगे क्योंकि उन्हें बढ़ी हुई EV/PHV रेंज और विश्वसनीयता प्रदान करते हुए विनियामक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संघर्ष करना पड़ता है। अनिवार्य रूप से, हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक यहाँ बने रहेंगे, और बैटरी के भविष्य के लिए लड़ाई जारी रहेगी। केवल मजबूत और वास्तव में अभिनव ही बचेंगे, और कई लोग रास्ते से हट जाएँगे, लेकिन 2020 … 2030 … और उसके बाद आने वाली संभावनाओं ने उद्योग के सर्वश्रेष्ठ दिमागों और दूरदर्शी लोगों की कल्पना को जगा दिया है। वे ऐसी सफलताएँ हासिल करेंगे जो हमारे बैटरी-संचालित भविष्य को सबसे बेहतरीन बना सकती हैं।

इस पेपर के निर्माण में प्रयुक्त कुछ जानकारी निम्नलिखित स्रोतों से ली गई है। (विशिष्ट उदाहरण और संदर्भ अनुरोध पर उपलब्ध हैं):

about.com – Stanford.edu – द स्ट्रेटेजिक सॉर्सेरर – फ्रॉस्ट एंड सुलिवन – हैंडलमैन पोस्ट – batterypoweronline.com – greenautoblog.com – futuretech.com – hybridcars.com – idtechex.com – डीजल टेक्नोलॉजी फोरम – makeuseof.com – insideevs.com – oilprice.com – cleantechnical.com – greentechmedia.com – Bloomberg.com – futureextremetech.com – Wikipedia – autoblogquebec14.com – hydrogenfuelnews.com – autobloggreen.com – Koreaherald.com – greencarcongress.com – triplepundit.com – 4evriders.org – cleantechnica.com – autocar.co.uk – designnews.com – motleyfool.com – batteryuniversity.com – Automotive-fleet.com – autoblog.com – prnewswire.com – digitaltrends.com – greencarreports.com – hyundaicarsindia.in – digitaltrends.com – nissan-global.com – nbc.com – dallasnews.com – caranddriver.com – plugincars.com – media.ford.com – fortune.com – cartalk.com – lgcpi.com/chem.shtml – hybridcars.com – Environmentalleader.com – abcnews.com – foxnews.com – wallstretcheatsheet.com – scientificamerican.com – businesscafe.com – नेशनल लीगल पॉलिसी सेंटर – Rollcall.com – अमेरिकी ऊर्जा विभाग – theenergycollective.com – phoenixbusinessjournal.com – रेनो गजट-जर्नल – फ्रॉस्ट एंड सुलिवान – infosources.org – the energyroadmap.com – nbcnews.com – besttopics.net – autobytel.com – cnbc.com – inhabitat.com – telematicswire.net – Chargedevs.com – luxresearchinc.com – bing.com – 2016hybridcars.com – Isustainableearth.com - संग्रहालय ऑटोविज़न - Hislimited.co.uk - scienceblogs.com - psipunk.com