Densidade de energia 10 vezes maior do que a bateria de lítio? Porsche desenvolve bateria de ânodo de silício e planeja produzi-la em massa- dentro de 5 anos
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?
A Porsche investirá cerca de 1 bilhão de euros nos próximos 10 anos em várias medidas de descarbonização, incluindo a redução das emissões de dióxido de carbono de suas fábricas de montagem, segundo o relatório. A produção do Porsche Taycan em Zuffenhausen (em Stuttgart, Alemanha) é neutra em carbono desde o início, mas construir um carro é muito mais do que montar todas as peças na linha de produção.
As baterias são uma das importantes fontes de emissões na produção de veículos elétricos. Nesse elo, as múltiplas etapas de produção de conversão de matérias-primas como níquel e cobalto em produtos refinados que podem ser usados em baterias consomem enormes quantidades de 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.
Para isso, a Porsche está trabalhando em uma nova bateria. Diz-se que a bateria é mais poderosa, carrega mais rápido e tem uma pegada de carbono menor do que as baterias atuais. A tecnologia empregada é usar mais silício no ânodo da bateria, em vez do grafite comumente usado hoje.
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).
Menos peso do veículo também significa menor consumo de bateria, mas onde está o impacto positivo no meio ambiente? Em primeiro lugar, o design desta nova célula reduz os requisitos de material para a estrutura da célula de alumínio (invólucro) em comparação com os designs de células cilíndricas. A produção de alumínio é uma das importantes fontes de emissão de carbono para automóveis. De acordo com um estudo recente da Volvo, o alumínio é responsável por 30% das emissões que surgem da produção de materiais para veículos modernos, ainda mais do que a própria bateria. Portanto, a redução do uso de alumínio também reduz grande parte das emissões. Embora nenhum detalhe específico tenha sido divulgado, a Porsche disse que a bateria também carregaria mais rápido.
Por outro lado, o teor de cobalto dessas baterias seria reduzido. Sabe-se agora que o cobalto é difícil de obter, muito caro e tem um grande impacto no meio ambiente. Atualmente, o cobalto representa 20% do material catódico da bateria Taycan, e a Porsche espera que sua nova tecnologia reduza a participação de cobalto para apenas 5% a 10%.
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.
Em termos de produção, o objetivo é atingir uma potência anual mínima de 100 MWh, suficiente para abastecer cerca de 1,000 carro. Isso nos leva a acreditar que inicialmente será destinado apenas para algum modelo de não-produção, possivelmente algum supercarro de muito alto-desempenho.
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)
