¡Alcance de 1300 kilómetros! Porsche apuesta por una nueva batería de litio

Recientemente, según informa Carscoops, Porsche planea fabricar coches eléctricos con una autonomía superior a las 807 millas (unos 1.300 kilómetros) a medio plazo. Curiosamente, estos coches eléctricos estarán equipados conbaterías de litio, no baterías de estado sólido.

Entonces, ¿cómo logrará Porsche esta hazaña tecnológica de baterías? Los informes de Carscoops sugieren que Porsche cree que un enfoque 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, dotaría a la batería de capacidades de carga rápida, permitiéndole pasar del 5% al ​​80% de carga en 15 minutos.

Sin embargo, existe un claro problema con este material de ánodo de silicio. Puede expandirse hasta un 300% al absorber litio, afectando directamente la vida útil de la batería. Para solucionar este problema, Porsche está investigando materiales anódicos con hasta un 80% de contenido de silicio. Al mismo tiempo, están aumentando 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 avanzadas de estado sólido con una densidad energética un 50% mayor.

Reservas tecnológicas de baterías de litio de Porsche

Una mirada al arsenal de tecnología de baterías de Porsche muestra que sigue dos caminos principales: baterías de litio con ánodos con alto contenido de silicio y baterías de estado sólido. El objetivo es conseguir una alta densidad energética y una carga ultrarrápida para satisfacer la demanda de autonomía ultraalta. Sin embargo, esto plantea problemas. Cuanto mayor sea la autonomía, mayor será el peso y el coste de la batería. Esta es una dirección común de investigación y desarrollo para las empresas de baterías y de automóviles, es decir, cómo lograr autonomías más altas sin aumentar los costes y el peso.

Una cosa a tener en cuenta es que Porsche es conocida como la empresa de automóviles de lujo más rentable del mundo. Este hecho significa directamente que puede soportar 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 del 25,5% interanual; un beneficio de ventas de 1.840 millones de euros, un aumento interanual del 25,4%; y un flujo de caja neto de 1.430 millones de euros procedente de las operaciones de automóviles, un importante aumento del 83,6% interanual.

En vista de la hoja de ruta de la tecnología de baterías, Porsche ya ha comenzado a realizar acuerdos de inversión.

En el ámbito de las baterías de litio con ánodos de alto contenido de silicio, Porsche participó en mayo pasado en la ronda de financiación Serie C del desarrollador estadounidense de baterías de litio y silicio Group14 Technologies. Invirtieron 100 millones de dólares para la producción de materiales de ánodos de silicio.

Los datos revelan que Group14 se escindió de EnerG2, una empresa que desarrolla y fabrica materiales de carbono. En 2019, Group14 llevó a cabo una ronda de financiación Serie A, recaudando 18 millones de dólares. 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 fabricación de materiales para baterías que comenzó 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 en parte con la inversión de la Serie C.

Porsche ya ha acordado dónde irán los materiales de ánodo de silicio del Grupo 14: el Grupo 14 suministrará productos al Grupo Cellforce. Cellforce Group es una empresa conjunta fundada en 2021 por Porsche y Customcells Holding, un fabricante alemán de baterías especializadas. La empresa planea desarrollar y producir baterías de alto rendimiento utilizando ánodos de silicio para la producción en pequeñas series, coches de carreras y alta tecnología. vehículos de alto rendimiento en el futuro.

En cuanto a las baterías de estado sólido, el Grupo Volkswagen, la empresa matriz de Porsche, ha estado invirtiendo 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 de energía superior a 1000 Wh/L y planea comenzar 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 delantera en tecnología de baterías

En las dos rutas de la tecnología de baterías por las que apuesta Porsche, otras empresas automovilísticas también han hecho arreglos y su tiempo de aplicación puede estar por delante del de Porsche.

El 22 de julio de 2021, Sajjad Khan, director de tecnología de Mercedes-Benz, afirmó que las baterías eléctricas de próxima generación ajustarían la composición química de acuerdo con las necesidades de los clientes de los diferentes mercados. Cooperarán con empresas de materiales para baterías como Sila Nano para aumentar la densidad de energía de la batería a 900 Wh/L mediante tecnología de ánodo basada en silicio. Mercedes-Benz planea fortalecer su cooperación con socios para promover aún más la tecnología de ánodos con 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 comenzará a utilizar una nueva batería de alta densidad energética con un ánodo de silicio en su Clase G a partir de 2025. Esta batería tiene una densidad energética entre un 20 y un 40% mayor. que las baterías similares disponibles actualmente. Según los expertos, esta batería es proporcionada por CATL y los materiales del ánodo provienen de Sila Nano.

La última noticia es que los materiales de ánodo a base de 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 la nueva batería. materiales.

La investigación y el desarrollo de baterías de estado sólido se están acelerando en todo el mundo. China, Japón, Corea del Sur, Europa y Estados Unidos tienen indicadores y expectativas claros 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 fluidos y son de costo relativamente bajo, en 2025 y planea producir un nuevo vehículo eléctrico impulsado por baterías de estado sólido en 2028.

Actualmente, Toyota posee la mayor cantidad de patentes de baterías de estado sólido del mundo. Planea producir en masa baterías totalmente de estado sólido a pequeña escala antes de 2025 y apuntar a una producción en masa estable para 2030.

China es única porque es el único país del mundo que ha elegido una ruta híbrida de electrolitos sólido-líquido utilizando compuestos de óxido y polímeros. Actualmente, Weilan New Energy, Qingtao Energy, Zhejiang Fengli y Huineng Technology son las cuatro principales empresas de baterías de estado sólido que han entrado en la etapa de producción en masa y en el proceso de nueva financiación para cotizar en bolsa.

Weilan New Energy produjo en masa con éxito un producto de batería de estado sólido apto para vehículos con 360 Wh/kg en noviembre del año pasado. Esto puede permitir que un vehículo eléctrico alcance una autonomía de 1.000 km con una sola carga. Recientemente, el último directorio de anuncios de cambios y expansión del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información mostró que tres modelos NIO comenzarán a utilizar baterías semisólidas, y los tres modelos han agregado a Weilan New Energy como proveedor de baterías.

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 LitioLínea de producción en el país. Tiene un sistema de productos diversificado, que incluye baterías semisólidas de primera generación (contenido líquido entre 5% y 15%, densidad de energía de 240-420wh/kg), baterías cuasisólidas de segunda generación (contenido líquido inferior al 5%, la densidad de energía es de 400-500 wh/kg) y baterías de estado sólido de tercera generación (sin líquido, la densidad de energía es superior a 500 wh/kg). La batería totalmente de estado sólido de tercera generación completó la verificación de la etapa de laboratorio y actualmente está trabajando en el diseño de la línea de producción y el desarrollo de procesos.

Zhejiang Fengli es una filial de Ganfeng Lithium, principalmente responsable de la I+D y la promoción en el mercado de productos de baterías de estado sólido. El 19 de mayo, el registro de investigación de inversores de Ganfeng Lithium indicó que la batería híbrida sólido-líquido de primera generación de la compañía ha comenzado la producción en masa y que la densidad de energía puede alcanzar los 260 Wh/kg o más. La capacidad de diseño actual es de 4 GWh por año y está en proceso de aumento de capacidad. La batería híbrida de estado sólido de segunda generación utiliza litio metálico como ánodo y la densidad de energía puede alcanzar más de 400 Wh/Kg. El rendimiento de seguridad cumple plenamente con los requisitos del vehículo y el rendimiento del ciclo de la batería de muestra de investigación y desarrollo ha cumplido con los requisitos de la empresa de vehículos.

En 2022, la batería híbrida sólido-líquido de Ganfeng Lithium se entregó al automóvil eléctrico Dongfeng E70. Además, en 2023 está previsto lanzar el SUV eléctrico puro Seres-5, que está equipado con una batería híbrida sólido-líquido ternaria de Ganfeng Lithium.

Huineng Technology comenzó a producir baterías de estado sólido en 2017. Los productos actuales incluyen baterías de estado sólido de ánodo de silicio, baterías de estado sólido de 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, que se utiliza principalmente para electrónica de consumo y productos electrónicos portátiles. La fábrica G2 actualmente en construcción producirá baterías de estado sólido para vehículos eléctricos. El 13 de mayo, según un informe de los medios franceses, Huineng Technology planea invertir 5.200 millones de euros para construir una nueva súper fábrica de baterías en Dunkerque, en el norte de Francia. Además, Huineng Technology ha llegado a acuerdos de cooperación con Mercedes-Benz, NIO y Skywell Auto.