10 vegades més densitat d'energia que la bateria de liti? Porsche desenvolupa una bateria d'ànode de silici i té previst produir-la-en massa en un termini de 5 anys
Spain's "Public" daily website recently reported that battery production is an important source of carbon emissions in the manufacturing process of electric vehicles, accounting for 25 percent to 40 percent of total emissions. More and more manufacturers are working to reduce emissions in this area, but Porsche wants to go further. The company is developing a battery with better performance and a smaller carbon footprint. Is this a perfect battery?
Porsche invertirà al voltant de 1.000 milions d'euros durant els propers 10 anys en diverses mesures de descarbonització, inclosa la reducció d'emissions de diòxid de carboni de les seves plantes de muntatge, segons l'informe. La producció del Porsche Taycan a Zuffenhausen (a Stuttgart, Alemanya) és neutra en carboni des del principi, però construir un cotxe és molt més que muntar totes les peces de la línia de producció.
Les bateries són una de les fonts importants d'emissions en la producció de vehicles elèctrics. En aquest enllaç, les múltiples etapes de producció de convertir matèries primeres com el níquel i el cobalt en productes refinats que es poden utilitzar en bateries consumeixen enormes quantitats d'energia.
In a recent press conference, Benjamin Pasenberg, head of high-voltage systems at Porsche, said: "Having green energy is very important, especially in battery production, where it takes a lot of energy to heat things." However, using only Green (or low-emissions) energy sources to make batteries are not enough for Porsche (or other manufacturers) to meet their emissions targets. There is also a need to reimagine the battery itself to reduce the pollution that arises from battery manufacturing practices.
Amb aquesta finalitat, Porsche està treballant en una bateria nova. Es diu que la bateria és més potent, es carrega més ràpid i té una petjada de carboni més petita que les bateries actuals. La tecnologia emprada és utilitzar més silici a l'ànode de la bateria, en lloc del grafit que s'utilitza habitualment avui dia.
According to Otmar Beecher, head of electric vehicles at Porsche, silicon anodes are 10 times more energy dense. Porsche expects 20 to 25 percent more watt-hours per liter of volume than today's conventional lithium-ion batteries. That is to say, under a certain energy capacity, the battery volume is smaller. The improved energy efficiency of batteries, in turn, means fewer batteries are needed to power the vehicle, which reduces overall weight (and also reduces the space required for the batteries).
Menys pes del vehicle també significa un menor consum de bateria, però on és l'impacte positiu sobre el medi ambient? En primer lloc, el disseny d'aquesta nova cèl·lula redueix els requisits de material per a l'estructura de la cel·la d'alumini (habitatge) en comparació amb els dissenys de cèl·lules cilíndriques. La producció d'alumini és una de les principals fonts d'emissió de carboni dels automòbils. Segons un estudi recent de Volvo, l'alumini representa el 30 per cent de les emissions que es deriven de la producció de materials de vehicles moderns, fins i tot més que la pròpia bateria. Per tant, reduir l'ús d'alumini també redueix una gran part de les emissions. Tot i que no es va publicar cap detall, Porsche va dir que la bateria també es carregaria més ràpidament.
D'altra banda, es reduiria el contingut de cobalt d'aquestes bateries. Ara se sap que el cobalt és difícil d'obtenir, molt car i té un gran impacte en el medi ambient. Actualment, el cobalt representa el 20 per cent del material del càtode de la bateria Taycan, i Porsche espera que la seva nova tecnologia redueixi la quota de cobalt només entre un 5 i un 10 per cent.
To further reduce emissions, Porsche will focus on the supply chain. The German company will source cobalt, nickel and other raw materials as much as possible from Europe, so that it will be closer to where the new batteries will be produced, near Porsche's research and development center in Weissach. According to the relevant person in charge of Porsche, purchasing cathode materials from Schwarzheide, Germany instead of my country can reduce carbon dioxide emissions by 25 percent .
In addition, Porsche is pushing its suppliers to make batteries and other components entirely from renewable energy. The German carmaker said it would no longer consider long-term contracts with suppliers who were unwilling to use certified "green" energy. Porsche says the supply chain accounts for about 20 percent of the automaker's total greenhouse gas emissions. That will rise to around 40 percent by 2030 as production shifts to electric vehicles.
The big question is, when will we see this "ideal" Porsche battery in a road car? Like many other technologies in the automotive sector, it will be used first in racing cars, where high performance and fast charging capabilities are paramount. Otmar Beecher said: "Typically, we are 2 to 3 years away from the transition to production cars. So we will see it in production cars after 2025." Porsche expects to commercialize the high-performance battery within five years.
Pel que fa a la producció, l'objectiu és aconseguir una producció anual mínima de 100 MWh, suficient per alimentar al voltant d'1,000 cotxes. Això ens fa creure que inicialment només es destinarà a algun model que no sigui de-producció, possiblement algun supercotxe de molt-prestacions.
Of course, it's not a perfect battery. The perfect battery charges in seconds, doesn't overheat or lose capacity over time, and is lightweight and inexpensive to produce. We'll probably never see a battery with all these features in one, but in the short to medium term, Porsche's battery is getting pretty close to -- at least in theory -- the ideal battery. (compiled / Li Zijian)
