Mật độ năng lượng cao hơn 10 lần so với pin lithium? Porsche phát triển pin cực dương silicon và có kế hoạch - sản xuất hàng loạt trong vòng 5 năm
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?
Báo cáo cho biết Porsche sẽ đầu tư khoảng 1 tỷ euro trong 10 năm tới vào các biện pháp khử cacbon khác nhau, bao gồm giảm lượng khí thải carbon dioxide từ các nhà máy lắp ráp của mình. Việc sản xuất Porsche Taycan tại Zuffenhausen (ở Stuttgart, Đức) ngay từ đầu là trung tính carbon, nhưng việc chế tạo một chiếc xe không chỉ đơn giản là lắp ráp tất cả các bộ phận trên dây chuyền sản xuất.
Ắc quy là một trong những nguồn phát thải quan trọng trong quá trình sản xuất xe điện. Trong mối liên kết này, nhiều bước sản xuất chuyển đổi các nguyên liệu thô như niken và coban thành các sản phẩm tinh chế có thể được sử dụng trong pin tiêu thụ một lượng năng lượng khổng lồ.
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.
Vì vậy, Porsche đang nghiên cứu một loại pin mới. Loại pin này được cho là mạnh mẽ hơn, sạc nhanh hơn và có lượng khí thải carbon nhỏ hơn so với các loại pin hiện tại. Công nghệ được sử dụng là sử dụng nhiều silicon hơn trong cực dương của pin, thay vì graphite thường được sử dụng ngày nay.
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).
Trọng lượng xe ít hơn cũng đồng nghĩa với việc tiêu thụ pin ít hơn, nhưng đâu là tác động tích cực đến môi trường? Đầu tiên, thiết kế của ô mới này làm giảm các yêu cầu về vật liệu cho cấu trúc ô nhôm (vỏ) so với các thiết kế ô hình trụ. Việc sản xuất nhôm là một trong những nguồn phát thải carbon quan trọng đối với ô tô. Theo một nghiên cứu gần đây của Volvo, nhôm chiếm 30% lượng khí thải phát sinh từ quá trình sản xuất vật liệu xe hiện đại, thậm chí còn nhiều hơn cả pin. Do đó, giảm sử dụng nhôm cũng giảm một phần lớn lượng khí thải. Mặc dù không có thông tin cụ thể nào được công bố, nhưng Porsche cho biết pin cũng sẽ sạc nhanh hơn.
Mặt khác, hàm lượng coban của các loại pin như vậy sẽ giảm xuống. Hiện nay người ta biết rằng coban rất khó kiếm, rất đắt và có tác động lớn đến môi trường. Cobalt hiện chiếm 20% vật liệu làm cực âm cho pin Taycan và Porsche hy vọng công nghệ mới của hãng sẽ giảm tỷ lệ coban xuống chỉ còn 5 đến 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.
Về sản xuất, mục tiêu là đạt được sản lượng hàng năm tối thiểu là 100 MWh, đủ để cung cấp năng lượng cho khoảng 1, 000 ô tô. Điều này khiến chúng tôi tin rằng ban đầu nó sẽ chỉ dành cho một số mô hình sản xuất không thuộc -, có thể là một số siêu xe hiệu suất - rất cao.
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)
