10-krát vyššia hustota energie ako lítiová batéria? Porsche vyvíja kremíkovú anódovú batériu a plánuje ju hromadne-produkovať do 5 rokov
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 v priebehu nasledujúcich 10 rokov investuje približne 1 miliardu eur do rôznych dekarbonizačných opatrení vrátane zníženia emisií oxidu uhličitého zo svojich montážnych závodov, uvádza sa v správe. Výroba Porsche Taycan v Zuffenhausene (v nemeckom Stuttgarte) je od začiatku uhlíkovo neutrálna, no postaviť auto je oveľa viac než len zmontovať všetky diely na výrobnej linke.
Batérie sú jedným z dôležitých zdrojov emisií pri výrobe elektrických vozidiel. V tejto súvislosti viaceré výrobné kroky premeny surovín, ako je nikel a kobalt, na rafinované produkty, ktoré možno použiť v batériách, spotrebúvajú obrovské množstvo energie.
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.
Za týmto účelom Porsche pracuje na novej batérii. Batéria je údajne výkonnejšia, rýchlejšie sa nabíja a má menšiu uhlíkovú stopu ako súčasné batérie. Použitou technológiou je použitie väčšieho množstva kremíka v anóde batérie namiesto dnes bežne používaného grafitu.
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).
Nižšia hmotnosť vozidla znamená aj nižšiu spotrebu batérie, ale kde je pozitívny vplyv na životné prostredie? Po prvé, dizajn tohto nového článku znižuje požiadavky na materiál pre hliníkovú štruktúru článku (kryt) v porovnaní s valcovými konštrukciami článku. Výroba hliníka je jedným z dôležitých zdrojov uhlíkových emisií pre automobily. Podľa nedávnej štúdie spoločnosti Volvo tvorí hliník 30 percent emisií, ktoré vznikajú pri výrobe materiálov moderných vozidiel, dokonca viac ako samotná batéria. Zníženie používania hliníka teda znižuje aj veľkú časť emisií. Hoci neboli zverejnené žiadne podrobnosti, Porsche uviedlo, že batéria sa bude nabíjať rýchlejšie.
Na druhej strane by sa obsah kobaltu v takýchto batériách znížil. Dnes je známe, že kobalt je ťažké získať, je veľmi drahý a má veľký vplyv na životné prostredie. Kobalt v súčasnosti tvorí 20 percent materiálu katódy batérie Taycan a Porsche dúfa, že jeho nová technológia zníži podiel kobaltu len na 5 až 10 percent.
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.
Z hľadiska výroby je cieľom dosiahnuť minimálny ročný výkon 100 MWh, čo by postačovalo na napájanie približne 1,{2}} auta. To nás vedie k presvedčeniu, že bude spočiatku určený len pre nejaký -sériový model, možno pre nejaké veľmi-výkonné superauto.
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)
