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¡Autonomía de 1300 kilómetros! Porsche apuesta por una nueva batería de litio.
Tabla de contenido
Recientemente, según informes de Carscoops, Porsche planea fabricar coches eléctricos con una autonomía superior a 807 millas (unos 1300 kilómetros) a medio plazo. Curiosamente, estos coches eléctricos estarán equipados con baterías de litio, no baterías de estado sólido.
Entonces, ¿cómo logrará Porsche esta hazaña tecnológica en baterías? Según informes de Carscoops, Porsche cree que una solución consiste en optimizar los materiales de los ánodos.
Actualmente, Porsche está desarrollando materiales para ánodos de silicio. Este desarrollo permitiría multiplicar por diez la densidad de almacenamiento de energía de la batería. Además, la dotaría de capacidad de carga rápida, lo que le permitiría pasar de 5% a 80% en 15 minutos.
Sin embargo, existe un problema evidente con este material de ánodo de silicio. Puede expandirse hasta 300% al absorber litio, lo que afecta directamente la vida útil de la batería. Para solucionarlo, Porsche investiga materiales de ánodo con un contenido de silicio de hasta 80%. Simultáneamente, aumenta el contenido de níquel en los materiales del cátodo para lograr una mayor capacidad de carga.
Además, el informe también menciona que Porsche está desarrollando baterías de estado sólido avanzadas con una densidad energética 50% mayor.
Reservas de tecnología de baterías de litio de Porsche
Un análisis del arsenal tecnológico de baterías de Porsche muestra que sigue dos caminos principales: baterías de litio con ánodo de silicio y baterías de estado sólido. El objetivo es lograr una alta densidad energética y una carga ultrarrápida para satisfacer la demanda de una autonomía ultraalta. Sin embargo, esto plantea problemas. A mayor autonomía, mayor peso y coste de la batería. Esta es una línea de investigación y desarrollo común para las empresas de baterías y las automotrices: cómo lograr mayores autonomías sin aumentar los costes ni el peso.
Cabe destacar que Porsche es conocida como la empresa de autos de lujo más rentable del mundo. Esto implica directamente que puede asumir costos de investigación, desarrollo y fabricación relativamente altos.
Según datos oficiales de Porsche, en el primer trimestre de 2023 logró unos ingresos comerciales de 10.100 millones de euros, un aumento de 25,51 TP3T interanual; un beneficio de ventas de 1.840 millones de euros, un aumento de 25,41 TP3T interanual; y un flujo de caja neto de 1.430 millones de euros de las operaciones de automóviles, un aumento significativo de 83,61 TP3T interanual.
En vista de la hoja de ruta de la tecnología de baterías, Porsche ya ha comenzado a realizar planes de inversión.
En el área de baterías de litio con ánodo de alto contenido de silicio, Porsche participó en mayo pasado en la ronda de financiación de Serie C del desarrollador estadounidense de baterías de litio y silicio Group14 Technologies. Invirtieron 100 millones de T/T en la producción de materiales para ánodos de silicio.
Los datos revelan que Group14 se escindió de EnerG2, empresa que desarrolla y fabrica materiales de carbono. En 2019, Group14 realizó una ronda de financiación de Serie A, recaudando 18 millones de T/T. Entre los inversores se encontraban CATL, Showa Denko de Japón, Cabot y BASF.
Actualmente, Group14 posee dos fábricas independientes. Una es la primera fábrica de materiales para baterías, que comenzó a operar en abril de 2021, y la otra, según el director ejecutivo Rick Luebbe, se construirá en el este del estado de Washington. Esta segunda fábrica se financiará parcialmente con la inversión de Serie C.
Porsche ya ha decidido el destino de los materiales de ánodos de silicio de Group14: Group14 suministrará productos a Cellforce Group. Cellforce Group es una empresa conjunta fundada en 2021 por Porsche y Customcells Holding, fabricante alemán de baterías especializadas. La empresa planea desarrollar y producir baterías de alto rendimiento con ánodos de silicio para la producción en series cortas, coches de carreras y vehículos de alto rendimiento en el futuro.
En cuanto a las baterías de estado sólido, el Grupo Volkswagen, empresa matriz de Porsche, ha invertido en el fabricante de baterías de estado sólido QuantumScape desde 2018, convirtiéndose en su mayor accionista. QuantumScape anunció en diciembre de 2020 que había resuelto los problemas técnicos de las baterías de estado sólido con una densidad energética superior a 1000 Wh/L y planea iniciar la producción en masa de baterías de estado sólido entre 2024 y 2025. El Grupo Volkswagen planea utilizar estas baterías en sus modelos.
Otros fabricantes de automóviles toman la iniciativa en la tecnología de baterías
En las dos rutas de tecnología de baterías en las que apuesta Porsche, otras compañías automovilísticas también han tomado medidas, y su tiempo de aplicación puede adelantarse al de Porsche.
El 22 de julio de 2021, Sajjad Khan, director de tecnología de Mercedes-Benz, declaró que las baterías de energía de próxima generación ajustarían su composición química según las necesidades de los clientes en los diferentes mercados. Cooperarán con empresas de materiales para baterías como Sila Nano para aumentar la densidad energética de la batería a 900 Wh/L mediante tecnología de ánodos de silicio. Mercedes-Benz planea fortalecer su cooperación con socios para promover aún más la tecnología de ánodos de alto contenido de silicio.
Sila Nano es una startup con sede en California, fundada por un ex ingeniero de Tesla, en cuya inversión participa Mercedes-Benz.
En mayo de 2022, se informó que Mercedes-Benz empezará a utilizar una nueva batería de alta densidad energética con ánodo de silicio en su Clase G a partir de 2025. Esta batería tiene una densidad energética 20-40% superior a la de las baterías similares disponibles actualmente. Según fuentes internas, esta batería es suministrada por CATL y los materiales del ánodo son de Sila Nano.
La última noticia es que los materiales de ánodo basados en silicio de Sila Nano y las baterías de silicio de titanio comenzarán a producirse en masa este año, y la batería de soporte para el Mercedes-Benz EQG G que se lanzará próximamente será la primera en utilizar los nuevos materiales de batería.
La investigación y el desarrollo de baterías de estado sólido se están acelerando a nivel mundial. China, Japón, Corea del Sur, Europa y Estados Unidos tienen indicadores y expectativas claras para las baterías de estado sólido, así como planes a nivel nacional.
En febrero de este año, Nissan dijo que fabricaría el primer lote de baterías de estado sólido, que no contienen líquido y tienen un costo relativamente bajo, en 2025 y planea producir un nuevo vehículo eléctrico alimentado por baterías de estado sólido en 2028.
Toyota posee actualmente la mayor cantidad de patentes de baterías de estado sólido del mundo. Planea producir baterías de estado sólido en masa a pequeña escala antes de 2025 y aspira a una producción en masa estable para 2030.
China es única, ya que es el único país del mundo que ha optado por una ruta híbrida de electrolitos sólido-líquido con compuestos de óxido y polímero. Actualmente, Weilan New Energy, Qingtao Energy, Zhejiang Fengli y Huineng Technology son las cuatro empresas líderes en baterías de estado sólido que han entrado en la fase de producción en masa y en proceso de nueva financiación para su cotización.
Weilan New Energy produjo con éxito en masa una batería de estado sólido para vehículos con 360 Wh/kg en noviembre del año pasado. Esto permite que un vehículo eléctrico alcance una autonomía de 1000 km con una sola carga. Recientemente, el último directorio de anuncios de cambios y expansiones del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información indicó que tres modelos de NIO comenzarán a utilizar baterías semisólidas, y que Weilan New Energy se ha incorporado como proveedor de baterías para los tres modelos.
Qingtao Energy fue la primera en industrializar baterías de litio de estado sólido en 2018 y construyó la primera batería de estado sólido. batería de litio Línea de producción en el país. Cuenta con un sistema de producción diversificado, que incluye baterías semisólidas de primera generación (contenido líquido entre 5% y 15%, densidad energética de 240 a 420 Wh/kg), baterías cuasi-sólidas de segunda generación (contenido líquido inferior a 5%, densidad energética de 400 a 500 Wh/kg) y baterías de estado sólido de tercera generación (sin líquido, densidad energética superior a 500 Wh/kg). La batería de estado sólido de tercera generación ha completado la fase de verificación de laboratorio y actualmente se trabaja en el diseño de la línea de producción y el desarrollo del proceso.
Zhejiang Fengli es una filial de Ganfeng Lithium, responsable principalmente de la I+D y la promoción de mercado de baterías de estado sólido. El 19 de mayo, el informe de investigación de Ganfeng Lithium para inversores indicó que la batería híbrida sólido-líquido de primera generación de la compañía ya había comenzado la producción en masa, con una densidad energética que puede alcanzar o superar los 260 Wh/kg. La capacidad de diseño actual es de 4 GWh anuales y se encuentra en fase de aumento gradual. La batería híbrida de estado sólido de segunda generación utiliza litio metálico como ánodo, con una densidad energética que puede superar los 400 Wh/kg. Su rendimiento de seguridad cumple plenamente con los requisitos del vehículo, y el rendimiento del ciclo de la batería de muestra de I+D también ha cumplido con los requisitos de la empresa.
En 2022, la batería híbrida sólido-líquido de Ganfeng Lithium se incorporó al coche eléctrico Dongfeng E70. Además, está previsto el lanzamiento del SUV eléctrico Seres-5, equipado con la batería híbrida ternaria sólido-líquido de Ganfeng Lithium, en 2023.
Huineng Technology comenzó a producir baterías de estado sólido en 2017. Los productos actuales incluyen baterías de estado sólido con ánodo de silicio, baterías de estado sólido con ánodo de litio metálico y baterías de estado sólido basadas en tecnología bipolar.
La fábrica G1, ubicada en Taoyuan, Taiwán, tiene una capacidad de producción anual de 40 GWh, destinada principalmente a electrónica de consumo y wearables. La fábrica G2, actualmente en construcción, producirá baterías de estado sólido para vehículos eléctricos. El 13 de mayo, según un informe de un medio francés, Huineng Technology planea invertir 5.200 millones de euros en la construcción de una nueva superfábrica de baterías en Dunkerque, en el norte de Francia. Además, Huineng Technology ha firmado acuerdos de colaboración con Mercedes-Benz, NIO y Skywell Auto.
