В 10 разів вища щільність енергії, ніж літієва батарея? Porsche розробляє кремнієвий анодний акумулятор і планує масово-виробляти його протягом 5 років
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?
Протягом наступних 10 років Porsche інвестує близько 1 мільярда євро в різні заходи з декарбонізації, включаючи зменшення викидів вуглекислого газу зі своїх складальних заводів, йдеться у звіті. Виробництво Porsche Taycan в Цуффенхаузені (у Штутгарті, Німеччина) з самого початку є нейтральним по вуглецю, але створення автомобіля - це набагато більше, ніж збирання всіх деталей на виробничій лінії.
Акумулятори є одним із важливих джерел викидів у виробництво електромобілів. У цьому зв’язку багаторазові виробничі етапи перетворення сировини, як-от нікель і кобальт, на очищені продукти, які можна використовувати в батареях, споживають величезну кількість енергії.
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.
З цією метою Porsche працює над новою батареєю. Вважається, що акумулятор потужніший, заряджається швидше та має менший вуглецевий слід, ніж поточні батареї. Застосована технологія полягає в тому, щоб використовувати більше кремнію в аноді батареї, а не графіту, який зазвичай використовується сьогодні.
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).
Менша вага автомобіля також означає меншу витрату акумулятора, але де позитивний вплив на навколишнє середовище? По-перше, конструкція цієї нової комірки зменшує вимоги до матеріалу для алюмінієвої конструкції (корпусу) у порівнянні з конструкціями циліндричних елементів. Виробництво алюмінію є одним із важливих джерел викидів вуглецю для автомобілів. Згідно з нещодавнім дослідженням Volvo, на алюміній припадає 30 відсотків викидів, які виникають від виробництва сучасних транспортних матеріалів, навіть більше, ніж на сам акумулятор. Таким чином, скорочення використання алюмінію також зменшує значну частину викидів. Хоча ніяких подробиць не було оприлюднено, Porsche сказав, що акумулятор також заряджатиметься швидше.
З іншого боку, вміст кобальту в таких батареях буде знижено. Зараз відомо, що кобальт важко отримати, він дуже дорогий і має великий вплив на навколишнє середовище. На даний момент кобальт становить 20 відсотків катодного матеріалу батареї Taycan, і Porsche сподівається, що його нова технологія зменшить частку кобальту лише до 5-10 відсотків.
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.
З точки зору виробництва, мета – досягти мінімальної річної потужності в 100 МВт-год, достатньої для живлення близько 1,000 автомобіля. Це спонукає нас вважати, що спочатку він буде призначений лише для певної-несерійної моделі, можливо, для дуже високопродуктивного{4}}суперкара.
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)
