10krát vyšší hustota energie než lithiová baterie? Porsche vyvíjí křemíkovou anodovou baterii a plánuje ji hromadně-produkovat do 5 let
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 bude v příštích 10 letech investovat přibližně 1 miliardu eur do různých dekarbonizačních opatření, včetně snížení emisí oxidu uhličitého ze svých montážních závodů, uvádí zpráva. Výroba Porsche Taycan v Zuffenhausenu (v německém Stuttgartu) je od začátku uhlíkově neutrální, ale postavit auto je mnohem víc než jen smontovat všechny díly na výrobní lince.
Baterie jsou jedním z důležitých zdrojů emisí při výrobě elektromobilů. V této souvislosti mnohonásobné výrobní kroky přeměny surovin, jako je nikl a kobalt, na rafinované produkty, které lze použít v bateriích, spotřebovávají obrovské množství 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 tímto účelem Porsche pracuje na nové baterii. Baterie je prý výkonnější, rychleji se nabíjí a má menší uhlíkovou stopu než současné baterie. Použitá technologie spočívá v použití více křemíku v anodě baterie, spíše než dnes běžně 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).
Nižší hmotnost vozidla znamená také nižší spotřebu baterie, ale kde je pozitivní dopad na životní prostředí? Za prvé, konstrukce tohoto nového článku snižuje požadavky na materiál pro hliníkovou strukturu článku (pouzdro) ve srovnání s válcovými konstrukcemi článku. Výroba hliníku je jedním z důležitých zdrojů uhlíkových emisí pro automobily. Podle nedávné studie společnosti Volvo tvoří hliník 30 procent emisí, které vznikají při výrobě materiálů pro moderní vozidla, dokonce více než samotná baterie. Snížením používání hliníku se tedy také snižuje velká část emisí. Přestože nebyly zveřejněny žádné podrobnosti, Porsche uvedlo, že baterie se bude také rychleji nabíjet.
Na druhou stranu by se obsah kobaltu v takových bateriích snížil. Nyní je známo, že kobalt je obtížné získat, je velmi drahý a má velký dopad na životní prostředí. Kobalt v současnosti tvoří 20 procent materiálu katody baterií Taycan a Porsche doufá, že jeho nová technologie sníží podíl kobaltu na pouhých 5 až 10 procent.
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 hlediska výroby je cílem dosáhnout minimálního ročního výkonu 100 MWh, který by postačoval k napájení přibližně 1,000 auta. To nás vede k přesvědčení, že bude zpočátku určen pouze pro nějaký -sériový model, možná nějaké velmi-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)
