Tesla usa a tecnologia de bateria sem cobalto como sua principal direção de desenvolvimento

Embora a participação de mercado de veículos elétricos esteja aumentando, eles ainda não podem se tornar veículos convencionais. Um motivo importante é o preço. Se você comparar um veículo elétrico com um motor de combustão interna (ICE) da mesma especificação, verá que o primeiro é pelo menos £ 10.000-15.000 (aproximadamente RMB 88.000-132.000) mais caro do que o último. Embora os veículos elétricos sejam muito mais baratos quando usados ​​após a compra, é inegável que o alto prêmio inicial é um inibidor considerável para a adoção inicial generalizada de veículos elétricos.

Embora alguns desses gastos adicionais se devam às tentativas da empresa' s de recuperar os custos de desenvolvimento das novas tecnologias envolvidas, a maior parte vem de um fator - o alto preço das baterias recarregáveis. É por isso que a Tesla recentemente fez da tecnologia de bateria sem cobalto sua principal direção de desenvolvimento no campo de baterias.

Para entender isso melhor, vamos' s dar um exemplo. No Reino Unido, o Tesla ModelSLongRange custa a partir de 77.980 libras (cerca de 690.000 yuans). O alcance de cruzeiro deste carro é 379 milhas (cerca de 610 quilômetros, de acordo com o padrão de teste de ciclo WLTP), e o alcance de cruzeiro da versão Plus é de 402 milhas (647 quilômetros).

Mas, para atingir esses números elevados, o ModelS precisa ser equipado com uma bateria de íon-lítio de 100 kWh. A Tesla não declarou publicamente quanto do preço do ModelS vem dessas baterias, mas você pode ter uma ideia aproximada comprando baterias Tesla de segunda mão e olhando seu preço. Uma bateria de 5,3 kWh custa £ 1.440 (cerca de RMB 13.000).

O ModeloS atual requer 19 dessas baterias para atingir a capacidade de 100 kWh. Se você multiplicar o preço unitário, o total é 27.360 libras (cerca de 240.000 yuans). Em outras palavras, mais de um terço do preço do Tesla ModelS pode ser apenas o custo da bateria. Os carros elétricos básicos mais comuns ainda têm pelo menos 40 kWh (como o Nissan' o Leaf básico) e a maioria tem 50 kWh ou mais.

Portanto, a maioria dos carros elétricos custa mais de £ 10.000 (88.000 yuans) apenas pela bateria, o que explica por que são tão caros. A Bloomberg New Energy Finance (Bloomberg New Energy Finance) confirmou esses cálculos, prevendo que os custos da bateria representarão 30% do custo dos veículos elétricos em 2020. Em contraste, uma locomotiva a diesel precisa apenas de uma caixa de metal para armazenar o combustível.

Custo da bateria de íon-lítio como uma porcentagem do custo total de veículos elétricos

De volta a algumas notícias recentes da Tesla. A empresa fez uma grande aposta na tecnologia de baterias recarregáveis ​​que não usam cobalto. O cobalto é uma das razões importantes pelas quais as baterias de íon de lítio são tão caras. Também está repleta de questões políticas, porque a mineração pode ocorrer em áreas de conflito como o Congo, e sua produção é considerada bastante poluente do meio ambiente. Mas o cobalto é usado porque pode fornecer a densidade de energia exigida pela bateria, permitindo que ela dure centenas de quilômetros por carga.

Há alguns meses, foi revelado que a Tesla está cooperando com a CATL para desenvolver baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP), que podem ser uma verdadeira virada de jogo. As baterias LFP não usam cobalto e existe uma tendência mágica de empurrá-lo para menos de US $ 100 por quilowatt-hora (preço de atacado). Este preço é considerado o limite para os veículos elétricos serem mais baratos do que os veículos a diesel.

De acordo com James Frith, chefe do departamento de armazenamento de energia da Bloomberg New Energy Finance, o preço das baterias por quilowatt-hora ultrapassou US $ 1.000 (cerca de 7.000 yuans) em 2010 e foi de US $ 381 (cerca de 2.670 yuans) em 2015. Agora cerca de 147 dólares americanos (cerca de 1.030 yuans). Fries estima que as baterias LFP atingirão US $ 100 (aproximadamente RMB 700) por quilowatt-hora em 2023 ou 2024 e apenas US $ 61 (aproximadamente RMB 427) em 2030.

Preço da bateria de íon-lítio por quilowatt-hora

A Tesla também obteve recentemente uma patente para a tecnologia de cátodo, o que aumenta muito o número de ciclos de carregamento. A tecnologia atual da bateria de íon-lítio permite de 1.000 a 1.500 recargas, o que pode não parecer muito, mas você não pode carregar o carro todos os dias como um telefone celular, e o gerenciamento inteligente irá alocar o ciclo de carga entre as diferentes baterias. Você só precisa carregar um carro elétrico cerca de uma vez por semana, o que significa que 1.500 cargas podem durar 25 anos.

A equipe de baterias da Tesla liderada por Jeff Dahn obteve uma patente para a nova tecnologia da Tesla, que pode aumentar o ciclo de carga para quase 4.000 vezes. Se for cobrado uma vez por semana, levará cerca de 75 anos. Daí a chamada bateria de um milhão de milhas.

Recentemente, a equipe da Tesla liderada por Jeff Dahn solicitou algumas novas patentes de bateria de metal de lítio / ânodo, que podem aumentar muito a densidade de energia e, assim, reduzir muito o custo. Se essas tecnologias forem comercialmente viáveis, elas trarão mudanças revolucionárias na durabilidade e no preço das baterias.

Um ex-pesquisador sênior da Nissan está desenvolvendo outra tecnologia chamada bateria totalmente de polímero, que ele afirma poder reduzir o preço atual em 90%.

Esses desenvolvimentos podem não acontecer no futuro, mas as baterias de fosfato de ferro-lítio sem cobalto surgiram agora. Depois de obter a aprovação do governo, a Tesla usará LFP como bateria em sua versão chinesa do Modelo 3. Estima-se que o uso de baterias LFP pode reduzir os custos de fabricação em 15% -20%.

Levando em consideração a proporção das baterias no custo dos carros, os carros elétricos são apenas 10% mais caros do que os carros a diesel, não 30%, o que pode facilmente recuperar custos operacionais mais baratos dentro de um a dois anos de possuir um carro elétrico. Isso também dará aos veículos elétricos uma vantagem maior do que a tecnologia da bateria de lítio movida a combustível, e é improvável que a energia do hidrogênio se torne o futuro dos veículos elétricos.

Os veículos elétricos não são apenas mais ecológicos e custos operacionais mais baixos do que as locomotivas a diesel, mas também a era de custos de compra mais baixos se aproxima rapidamente, e as baterias sem cobalto são um passo importante nessa direção. É por isso que é tão importante para a Tesla mudar para veículos de baixa energia - isso pode ser um golpe fatal para os veículos movidos a combustível fóssil.