Ile litu zawiera bateria samochodu elektrycznego?

Bateria jest bezsprzecznie elementem, który w największym stopniu wpływa na cenę, zasięg, wagę oraz znaczną część wpływu przemysłowego samochodu elektrycznego. Jednak gdy mowa o materiałach potrzebnych do jej produkcji, często pojawiają się liczby, które mogą być mylące: tony litu wymagane do wyprodukowania pojazdów, dziesiątki kilogramów węglanu litu na baterię lub ogólne odniesienia do metali takich jak nikel, kobalt, mangan czy żelazo.

Rzeczywistość jest taka, że zwykły samochód elektryczny nie zawiera dziesiątek kilogramów czystego litu. Bateria o pojemności około 60 kWh może zawierać mniej więcej od 5 do 6 kilogramów litu w stanie pierwotnym, chociaż ilość ta zmienia się w zależności od stosowanej chemii, pojemności baterii oraz rozwoju technologicznego samych ogniw.

Aby zrozumieć, skąd pochodzi ta liczba, najpierw trzeba wiedzieć, jakiego typu baterie obecnie używają samochody elektryczne, ponieważ pod ogólnym terminem „bateria jonów litu” istnieją dość różne składniki.

Prawie wszystkie używają litu, ale nie wszystkie wykorzystują te same materiały

Niezwykle duża liczba obecnych samochodów elektrycznych wykorzystuje baterie jonów litu. Nie oznacza to jednak, że wszystkie one są identyczne. Główna różnica leży w materiałach używanych głównie w katodzie ogniwa, który jest jednym z elementów decydujących o tym, ile energii może przechować bateria, ile kosztuje jej produkcja lub jakie surowce są potrzebne.

Przez lata dominowały baterie znane jako NMC, których skrót oznacza nikl, mangan i kobalt, stanowiące razem z litusem składniki ich katodu. Istnieją również tak zwane baterie NCA, używane szczególnie przez niektórych producentów we wczesnych latach rozwoju samochodów elektrycznych, które wykorzystują nikl, kobalt i aluminium.

Te chemie mają istotną zaletę: umożliwiają przechowywanie dużej ilości energii przy stosunkowo niewielkiej masie i objętości. To tłumaczy, dlaczego były szczególnie atrakcyjne dla samochodów, które potrzebowały dużej zasięgu bez konieczności montażu nadmiernie dużych i ciężkich baterii.

Rozwój w ramach tej rodziny również zmierzał do stopniowego zmniejszania ilości kobaltu. Różne generacje NMC zwiększały udział niklu, jednocześnie zmniejszając użycie innych materiałów, właśnie dlatego, że kobalt tradycyjnie stanowi jeden z najdroższych i najtrudniejszych w obsłudze składników w ich łańcuchu dostaw.

Jednak w ostatnich latach nastąpiła jeszcze ważniejsza zmiana.

Baterie LFP zmieniły równowagę na rynku

Baterie fosforanu żelaza i litu, znane jako LFP, również należą do rodziny baterii jonów litu, ale rezygnują z niklu i kobaltu używanych w innych chemikaliach. Zamiast tego wykorzystują głównie żelazo i fosforan – dwa powszechne i stosunkowo tanie materiały.

J ich główną wadą była tradycyjnie niższa gęstość energetyczna, co oznacza, że aby przechować tę samą ilość energii, potrzebują większej masy lub objętości niż bateria NMC. Różnica ta jednak stopniowo się zmniejsza dzięki udoskonaleniom w komórkach oraz, przede wszystkim, nowym projektom umożliwiającym lepsze wykorzystanie dostępnego przestrzeni w pakiecie baterii.

Jednocześnie baterie LFP oferują znaczące zalety pod względem kosztu, żywotności i stabilności termicznej. Połączenie tych czynników wyjaśnia, dlaczego przestały być rozwiązaniem przeznaczonym głównie dla pojazdów ekonomicznych, by stopniowo trafiać do coraz większej liczby modeli.

Zmiana ta była szczególnie szybka w Chinach. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) w 2025 roku baterie LFP stanowiły już ponad 55% całkowitej pojemności baterii zainstalowanych w pojazdach elektrycznych na świecie, podczas gdy rok wcześniej było to mniej niż połowa. W Europie ich wykorzystanie pozostaje znacznie mniejsze – nieco ponad 10% popytu w 2025 roku.

Za tą ekspansją kryje się również bardzo ważny powód ekonomiczny. IEA szacuje, że w 2025 roku pakiety LFP były średnio o ponad 40% tańsze za kWh w porównaniu z odpowiednikami NMC, chociaż część tej różnicy zależy od zastosowań i rynków, na których stosowana jest każda z tych technologii.

Dlatego jednym z głównych trendów w obecnej branży baterii nie jest rezygnacja z litu, lecz zmniejszenie użycia niklu, a szczególnie kobaltu – zastępowanie ich żelazem i fosforem tam, gdzie cechy pojazdu na to pozwalają.

Ile więc litu naprawdę potrzebuje bateria?

Tutaj pojawia się jeden z najciekawszych pytań. Chociaż baterie typu LFP całkowicie eliminują nikel i kobalt z swojego katodu, nadal potrzebują litu, a różnica w porównaniu z niektórymi nowoczesnymi bateriami typu NMC nie jest tak duża, jak mogłoby się wydawać.

Obliczenia przeprowadzone przez International Council on Clean Transportation (ICCT) szacują, że bateria LFP zawiera około 0,08 kg litu na każdy kWh pojemności, natomiast nowoczesne baterie NMC mają wartość około 0,09–0,10 kg/kWh, w zależności od ich składu.

Stosując te wartości do typowych baterii w samochodach elektrycznych, można uzyskać następujące przybliżenia:

Pojemność baterii

LFP

Nowoczesna NMC

40 kWh

około 3,2 kg

około 3,6–4 kg

60 kWh

około 4,8 kg

około 5,4–6 kg

80 kWh

około 6,4 kg

około 7,2–8 kg

100 kWh

około 8 kg

około 9–10 kg

To nie są dokładne wartości stosowane do każdego modelu, ponieważ konkretny skład komórek oraz ich gęstość energetyczna różnią się między producentami i generacjami. Służą one jednak do prawidłowego określenia, o ile litu mowa.

Samochód elektryczny z baterią o pojemności 60 kWh nie wymaga 20 ani 30 kilogramów litu w stanie pierwotnym. Zwykle ilość ta wynosi około pięciu lub sześciu kilogramów.

Dlaczego więc pojawiają się znacznie większe liczby, gdy mowa o litum

Część zamieszania wynika z bezkrytycznego używania różnych pojęć. Lit nie trafia do baterii w postaci kilku kilogramów czystego metalu wydobytego bezpośrednio z kopalni, lecz jako składnik różnych związków chemicznych wykorzystywanych podczas wytwarzania jej materiałów aktywnych.

Z tego powodu przemysł górniczy często używa takich jednostek jak równoważny węglan litu, czyli LCE, które umożliwiają porównywanie różnych związków i metod produkcji. Ilość węglanu litu potrzebna do uzyskania określonej ilości pierwotnego litu jest znacznie większa niż masa samego litu.

Dlatego też, gdy szacunki wskazują, że samochód elektryczny zawiera kilkadziesiąt kilogramów „litu”, konieczne jest dokładne sprawdzenie, co właściwie mierzy się. Może chodzić o równoważny węglan litu, inny związek lub przetworzony surowiec, a nie o ilość pierwotnego litu, którą ostatecznie zawiera bateria.

Różnica ta tłumaczy znaczną część pozornie sprzecznych danych, które można znaleźć przy porównywaniu różnych badań.

Zamiana NMC na LFP ledwo zmniejsza zapotrzebowanie na lit

Porównanie obu technologii pozwala zrozumieć inny ważny aspekt transformacji, której doświadcza branża. Zastąpienie baterii NMC bateriami LFP może radykalnie zmniejszyć zużycie niklu i kobaltu, ale ma stosunkowo niewielki wpływ na popyt na lit.

ICCT szacuje, że scenariusz z znacznie większym użyciem baterii LFP zmniejszyłby światowy popyt na lit o zaledwie 2% w 2030 roku i 1% w 2040 roku w porównaniu z ich scenariuszem bazowym. Powodem jest to, że bateria LFP wymaga około 0,08 kg litu na kWh, podczas gdy baterie NMC wymagają około 0,09–0,10 kg na kWh.

Różnica byłaby znacznie większa w przypadku innych materiałów. Ten sam scenariusz znacząco zmniejszyłby zapotrzebowanie na nikel i kobalt, ponieważ żaden z nich nie stanowi składnika katody baterii LFP.

To umożliwia lepsze zrozumienie kierunku, w którym obecnie zmierza przemysł: baterie zmieniają swoje materiały, ale lit musi nadal stanowić podstawowy składnik technologii dominujących obecnie w samochodach elektrycznych.

Kolejnym krokiem może być bateria, która nie będzie już wymagać litu

Aby naprawdę wyeliminować lit, trzeba zmienić rodzinę chemiczną. Jedną z technologii, które najbardziej rozwijają się w tym kierunku, jest bateria jonów sodu – jej działanie ma podobieństwa do baterii litowych, ale zamiast litu używa sodu.

Jego główna zaleta nie jest wyłącznie ekonomiczna. Sód występuje w ogromnych ilościach i umożliwiłby zdywersyfikowanie łańcucha dostaw obecnie silnie skoncentrowanego wokół litu, a ponadto oferuje określone zalety w działaniu w niskich temperaturach.

Technologia ta już przekroczyła fazę czysto eksperymentalną. Producenci tacy jak CATL i BYD zwiększają swoją produkcję, a pierwsze samochody z bateriami sodowymi zaczynają trafiać na rynek. Jednak nadal istnieje znaczna różnica w gęstości energetycznej w porównaniu z bardziej zaawansowanymi technologiami litowymi.

Oznacza to, że przechowywanie tej samej ilości energii może nadal wymagać większej lub cięższej baterii, co stanowi istotną wadę szczególnie w samochodach potrzebujących dużej autonomii.

Z tego powodu ich pierwsze zastosowania mogą koncentrować się na małych samochodach, pojazdach użytkowych miejskich, pojazdach dwu- i trzykołowych lub stacjonarnych systemach przechowywania, gdzie waga i objętość mają mniejsze znaczenie. Bada się również baterie łączące ogniwa sodowe i litowe, aby wykorzystać zalety obu technologii.

Baterie w stanie stałym nie oznaczają koniecznie rezygnacji z litu

Istnieje jeszcze jedna technologia, która często pojawia się przy omawianiu baterii przyszłości: tak zwane baterie w stanie stałym. Należy odróżnić je od przejścia na sod, ponieważ nie rozwiązują dokładnie tego samego problemu.

Bateria o stałej strukturze może nadal wykorzystywać lit. Jej główna różnica w porównaniu z tradycyjną baterią polega na elektrolicie, czyli medium, przez które jony przemieszczają się między elektrodami. Obecne baterie zazwyczaj używają elektrolitu ciekłego, natomiast technologie o stałej strukturze dążą do jego całkowitego lub częściowego zastąpienia materiałami stałymi.

Celem jest stworzenie baterii o wyższej gęstości energetycznej, lepszych parametrach oraz potencjalnie większym bezpieczeństwie, jednak wciąż istnieją poważne trudności przemysłowe. Chociaż już produkowane są ogniwa do badań, a na rynku dostępne są rozwiązania półstałe, baterie w pełni stałe muszą jeszcze udowodnić, że można je produkować w sposób konkurencyjny i na dużą skalę.

Dlatego mówienie o stanie stałym nie oznacza mówienia o baterii bez litu. Są to dwa różne kierunki rozwoju: jeden polega na fundamentalnej zmianie sposobu budowy i funkcjonowania ogniwa, natomiast drugi, podobnie jak w przypadku sodu, pozwala zastąpić jeden z jego podstawowych składników.

Lit będzie nadal kluczowy, mimo że baterie stają się coraz bardziej zróżnicowane

Rozwój baterii w samochodach elektrycznych nie podąża jednym kierunkiem. W pierwszych latach rozwoju rynku priorytetem było osiągnięcie maksymalnej autonomii dzięki chemiom o wysokiej gęstości energetycznej, takim jak NMC czy NCA. Teraz, w miarę wzrostu produkcji, coraz większe znaczenie zyskują koszt, dostępność surowców oraz bezpieczeństwo zaopatrzenia.

To tłumaczy niezwykły rozwój baterii LFP. Ich rozprzestrzenianie się umożliwia rezygnację z niklu i kobaltu oraz wykorzystanie bardziej powszechnych materiałów, takich jak żelazo i fosfor, chociaż lit jest nadal niezbędny.

Baterie sodowe stanowią inny kierunek rozwoju, ponieważ mogą całkowicie wyeliminować potrzebę litu, ale nadal muszą przezwyciężyć swój niższy wskaźnik gęstości energetycznej oraz stworzyć łańcuch przemysłowy porównywalny z tym, który baterie jonowe litu budowały przez dziesięciolecia.

Podczas gdy to się dzieje, ilość litu, którą faktycznie zawiera samochód elektryczny, wciąż jest znacznie mniejsza, niż mogą sugerować niektóre powszechnie używane dane. W akumulatorze o pojemności od 60 do 80 kWh mówimy mniej więcej o pięciu do ośmiu kilogramach litu elementarnego, co wystarcza do przechowywania energii potrzebnej do poruszania samochodu na setki kilometrów oraz do wielokrotnego wykorzystywania w tysiącach cykli ładowania i rozładowywania.