Что до 90-го года, то электромобили тогда были просто никому не нужны, ни регуляторам ни потребителям, ведь только-только впрыск заменил карбюраторы, и в Европе готовились внедрить катализаторы, и всё это виделось большим достижением.
Нет спроса со стороны автопромышленности, нет и предложения продвинутых аккумуляторов, и тем более в автомобильном исполнении. Когда этот спрос создала в 90-х промышленность бытовой электроники, такое предложение для неё появилось. Причём не случайно что это случилось в Японии (смотри ниже).
Как только в 2010-х регуляторы стали поджимать автопроизводителей, появились и потребность в выпуске электричек. Когда она стала массовой, подтянулось и предложение специализированных автомобильных ячеек. Которые в не автомобильном исполнении прогрессировали из-за конкуренции, и того что электронная промышленность постоянно хотела всё более лёгкие и долгоживущие устройства.
2000-й год, статья по этой теме.
------------------
NiMH элемент имеет существенное сходство с NiCd по структуре, отдаче, и стоимости. Первоначально он заменял NiCd в потребительском сегменте, и, чтобы понять, почему это замещение не идет быстрыми темпами, необходимо обратиться к истории.
Кадмий не очень распространенный металл, его мировое производство за 1999-й год составило 16-18 тысяч тонн, оно того же порядка, что и производство серебра, в 12.5 тысяч тонн. Он является побочным продуктом, цинковая руда обычно содержит 0.2-0.4% кадмия, поэтому доступность кадмия зависит от потребности в извлечении цинка.
В восьмидесятые годы значительно вырос японский рынок видеокамер, беспроводных телефонов, и других бытовых приборов, поэтому резко вырос спрос на никель-кадмиевые аккумуляторы для них. Производство их сильно выросло. Японское министерство международной торговли и промышленности (MITI) стало опасаться, что нехватка кадмия может помешать успеху японской электронной промышленности, производящей все новые электронные устройства.
Поэтому, в середине восьмидесятых MITI совместно с японской промышленностью профинансировало несколько исследовательских проектов по разработке новых типов батарей, не зависящих от кадмия. Его потенциальная нехватка, а вовсе не забота об окружающей среде, была основной движущей силой. Тема проблем с окружающей средой из-за кадмия возникла позже, во время маркетинга новых типов батарей.
Первоначальные опасения оказались обоснованными: к концу восьмидесятых цены на кадмий достигли своего пика, из-за его нехватки. Это было вызвано спекуляциями, поскольку все японские производители аккумуляторов загодя накапливали его запасы.
NiMH элементы были запущены в коммерческое производство в 1991-м году, как высокопроизводительное дополнение к NiCd, в первую очередь для использования в устройствах с низким энергопотреблением. Тем не менее, ведущие производители аккумуляторов, Sanyo и Matsushita, не решались наращивать производство NiMH, ведь оно так или иначе конкурировало бы с их же производством НiCd.
Компания Toshiba вообще не производила NiCd, и рассматривала технологию NiMH как хорошую возможность войти в индустрию аккумуляторов. Таким образом, к 1993-му году она стала ведущим производителем NiMH, что побудило Sanyo и Matsushita увеличить их производство, чтобы не потерять свою долю рынка.
Наблюдать за изменениями на обычно довольно медленно меняющемся рынке аккумуляторов за последнее десятилетие было интересно, так как всего за пять лет уровень цен на NiMH снизился до уровня NiCd. Основной причиной, конечно же, является конкуренция. Снизить себестоимость как материалов электродов, так и самих элементов помогло крупномасштабное их производство.
Интересно было наблюдать и за тем, как в же же годы японская аккумуляторная промышленность, с её целенаправленной политикой, исследованиями и разработками, сумела стать полностью доминирующей на этом рынке. Ниже приведены доли Японии в производстве различных аккумуляторов для потребительского рынка.
Одной из причин успеха стала позиция руководства этой страны, в рамках которой аккумуляторы рассматривались в качестве стратегических компонентов, что и побудило MITI инвестировать в соответствующие исследования и разработки. Это в основном и позволило японским производителям аккумуляторов быстро разработать новые аккумуляторные технологии. Отсутствие соответствующих усилий за пределами Японии превратило традиционные аккумуляторные компании в защитников NiCd технологии, борющихся за выживание, на сокращающемся рынке.
В 1994-м году крупнейший в мире производитель аккумуляторов, Matsushita Battery, провел их сравнение для электромобильного применения.
Как для электромобилей, так и для гибридных машин, элементы должны быть наиболее высокого качества, так как несколько их сотен соединены последовательно, и самое слабое звено определяет долговечность всего батарейного блока. Также необходим высокий отдаваемый ток, для обеспечения уверенного разгона, и высокий ток зарядки, для обеспечения рекуперации энергии при торможении.
Компания Matsushita поставляет NiMH-элементы типоразмера D для гибрида Toyota Prius начиная с 1997-го года, в каждом используется 240 последовательно соединенных элементов. Ежемесячное производство Prius приближается к 2,000 автомобилям, что приводит к объему производства около 400,000 элементов в месяц. В октябре прошлого года Sanyo также представила ячейку типоразмера D для гибридных автомобилей, с отдачей 900 Вт/кг. Призматические никель-металлогидридные элементы для Prius II, который будет представлен на рынках Европы и США в конце 2000-го года, имеют отдачу в 1,100 Вт/кг.
Одновременно возник высокий спрос со стороны производителей мобильных телефонов, который до сих пор продолжает опережать все прогнозы. Несмотря на конкуренцию со стороны литий-ионных аккумуляторов, производство NiMH всё ещё растет, в Японии оно превзошло NiCd ещё в 1997-м.
Японские компании производят около 90% всех NiMH элементов. В 1999-м году в Японии было произведено 860,000,000 штук, что по весу соответствует примерно 20,000 тоннам. Большинство из них использовались в мобильных телефонах производства компаний Европы и Америки. В 2000-м году будет пройдена отметка в один миллиард штук в год. В течение 1999-го года ежемесячные объемы производства в Японии увеличились с 55,000,000 до более чем 80,000,000, поднявшись до невероятных 100,000,000 штук в месяц.
Литий-ионный аккумулятор развивается еще быстрее, и сейчас его стоимость в среднем всего в два раза выше, чем у NiMH. Конкуренция между производителями NiMH и производителями Li-ion привела к снижению цены на NiMH до уровня NiCd, по соотношению цена/вес. Поскольку NiMH вытесняется из высшего ценового сегмента аккумуляторов большой ёмкости, для ноутбуков и мобильных телефонов, он начинает непосредственно конкурировать с NiCd, уже в нижнем ценовом сегменте.
Следует отметить, что для наиболее распространенных стандартных аккумуляторов стоимость Вт-ч в технологии NiMH в настоящее время ниже, чем в NiCd. Самая низкая цена за Вт-ч достигается с самой крупной NiMH-ячейкой, 4/3 FA. Если сравнивать элементы AA того же размера, то NiMH даже немного дешевле, чем NiCd, в пересчёте на Вт-ч. Более того, стандартные типоразмеры литий-ионных аккумуляторов, 18650 и 17670, достигают этих же ценовых уровней, за Вт-ч.
Начиная с 1998-го острая конкуренция привела к дальнейшему снижению цен. Емкость литий-ионных аккумуляторов типоразмера 18650 увеличилась до 1800 мА-ч, а цена для некоторых клиентов упала до 300 йен за штуку, что означает, что за единицу энергии она упала ниже 50 йен/Вт-ч. Это в свою очередь снизило цену на NiMH-ячейки типоразмера 4/3 FA до 180 йен за штуку, что соответствует 33 йен/Вт-ч.