Anunțul făcut de compania chineză Gotion privind finalizarea testelor și lansarea oficială a noilor baterii Litiu Mangan Fier Fosfat (LMFP) a atras atenția cu câteva cifre, unele tehnice, altele de marketing, dar toate orientate către performanțele noii tehnologii.
Ce au spus însă chinezii de la Gotium în prezentarea noii baterii ne dă speranțe pentru o nouă generație de mașini electrice care nu ne vor mai stresa cu dependența de stații de încărcare prea dese și cu teama de degradare într-un timp foarte scurt.
Cine este Gotion
Gotion High-Tech este o companie privată din China, fondată de întreprinzătorul Zhen Li, companie care a devenit unul dintre cei mai mari producători de baterii bazate pe litiu din această țară, dar în niciun caz între primele 5 companii din lume. Cu o cotă de piață de sub 3% din piața globală de baterii, producția Gotion High-tech este la mai puțin de 10% din producția gigantului CATL și la un sfert din cea a sud-coreenilor de la LG. Chiar și așa, se apropie de numerele celor de la SK On și Samsung.
În 2021, a reușit să atragă o investiție majoră din partea Volkswagen, care a cumpărat 26% din acțiuni, constructorul german devenind cel mai mare acționar al companiei, chiar dacă Zhen Li, care mai are 11,5%, și-a menținut controlul.
La finalul lui 2022, o comandă de baterii a cărei valoare nu a fost anunțată, dar care a descris compania chineză ca „furnizor preferat de baterii pentru piețele externe”, a crescut imediat valoarea acțiunilor listate pe bursă ale Gotion. Acest parteneriat ar putea fi secretul viitoarelor lansări ale Grupului Volkswagen în segmentul B electric, unde modelul de serie derivat din conceptul ID.All ar urma să coste sub 25.000 de euro.
Pe silențios dar de neoprit, electrificarea a luat pe sus lumea mobilității, cu avantaje evidente: o mașină electrică nu poluează, poate fi încărcată acum cu ușurință, presupune costuri reduse de întreținere și facilități fiscale. Misiunea PPC Blue este de accelera tranziția energetică în transport și construiește infrastructura de mobilitate în toată lumea.
Descoperă aici stațiile de încărcare potrivite pentru tine și mașina ta, acasă, la birou sau în tranzit.
Ce pretind chinezii de la Gotion
Descoperirea chinezilor, care spun că lucrează de vreo 10 ani la noua tehnologie, e pusă cel mai bine în evidență prin comparația, cu avantajele și dezavantajele de rigoare, a celor două mari tehnologii de baterii mature: NMC și LFP. Ambele sunt baterii bazate pe ionii de litiu, dar care folosesc chimii diferite.
Principalele deosebiri dintre ele se referă la densitatea energetică, numărul de cicluri de încărcare, volumul energetic și stabilitatea în diferite condiții termice. Și, mai important decât toate, în centru se află prețul.
Care sunt diferențele între bateriile LFP și NMC
Baterii LFP (Litiu – Fier – Fosfat)
- Avantaje: durata de viață mare, stabilitate mai mare, funcționare mai bună la temperaturi extreme, stabilitate termică
- Dezavantaje: densitatea scăzută
- Densitate: 90 – 120 Wh/kg
- Volum energetic: 250 Wh/l – 375 Wh/l
- Durată de viață: peste 2000 cicluri
- Preț: cca 150 dolari/KWh
Baterii NMC (Litiu – Nichel – Mangan – Cobalt)
- Avantaje: densitate mare de energie
- Dezavantaje: preț, stabilitate, în special la temperaturi extreme
- Densitate energie: 100 – 270 Wh/kg
- Volum specific: 545 Wh/l
- Durată de viață: 2000 – 2500 cicluri
- Preț: cca. 180 dolari/kWh
Materii prime pentru bateriile mașinilor electrice
Ce au în plus bateriile LMFP
Pentru a extrage cele mai bune performanțe din cele două tehnologii, inginerii de la Gotium au luat bateriile LFP, care sunt tot mai mult preferate de constructorii auto, și le-au atribuit o serie de performanțe specifice bateriilor NMC, prin doparea cu mangan. Ca să fim și mai exacți, să spunem că se produce „încapsularea cu dopaj de coprecipitare, prin tehnologie de granulare cu ajutorul de noi electroliți”. Sună complicat și cu siguranță este, dar cei de la Gotion ne spun și care sunt performanțele pe care le-au obținut cu aceste noi celule.
Densitatea energetică a crescut la 240 Wh/kg, o valoare care depășește ce știm despre bateriile accesibile LFP. Asta înseamnă că într-un pachet de celule similar ca greutate, adică o trăsătură extrem de importantă pentru un vehicul cu baterii, vom avea mai multă energie stocată. Bateriile NMC fac și ele același lucru, în linii mari, pentru că au o densitate care poate ajunge la peste 250 Wh/kg, dar o fac cu costuri foarte mari. Acesta este motivul pentru care aceste baterii sunt folosite preponderent de mașinile scumpe.
Densitatea volumetrică este și ea importantă și Gotium susține că a obținut 525 Wh/litru, adică mult mai bine decât la LFP și cel puțin la fel de bine ca la NMC.
Dar pe lângă cele două, celula Gotium poate realiza „peste 4000” de cicluri de încărcare la temperatura camerei și 1800 de cicluri la temperaturi ridicate, cu o țintă de peste 800.000 de kilometri parcurși, adică mult peste ambițiile oricărui posesor de automobil din zilele noastre.
Caracteristicile bateriei Gotium LMFP (valori anunțate)
- Densitate energetică: – 240 Wh/kg celulă
– 190 Wh/kg în baterie - Volum specific: 525 Wh/litru
- Durată de viață: 4000 cicluri încărcare la 20 de grade
- Preț: necomunicat, comparabil cu LFP
Ce mai susține Gotium: bateriile LMFP pot fi încărcate în 18 minute de la 10 la 80%, fără să afecteze performanțele de temperatură (nu precizează la ce capacitate se obține acest timp), dar mai adaugă testele trecute cu succes la penetrare, la diferențe termice și la încălzire excesivă, precum și alte teste standard pentru baterii (neprecizate). La încărcarea rapidă, numărul de cicluri garantat este de 1800.
Alte cifre: Numărul de componente structurale se reduce cu 45%, iar greutatea componentelor structurale se reduce cu 32%. Cablajele necesare se reduc cu 26%, iar densitatea energetică a unei baterii care conține celule LMFP este de 190 Wh/kg, cu un raport volumetric al celulelor în baterie de 76%.
Gotium mai dă un număr care a stârnit controverse și comentarii. Puțină lume a stat să analizeze și mulți au comentat aceste valori, pe bună dreptate. Este vorba despre o autonomie de 1000 de km, pe care compania chineză o atribuie „unui pachet de celule” despre care spune că nu mai conține substanțele dintr-o baterie NMC (cu excepția manganului, evident), deci avem o reducere a prețului.
În filmul de prezentare este însă detaliată bateria – numită Astroinno – care poate atinge această performanță: 140 kWh, ceea ce înseamnă că își asumă un consum de 14 kWh/100 km. În plus, prezentarea nu vorbește nimic despre mașina pe care ar putea fi amplasată această baterie, chiar dacă desenul sugerează destul de clar un model asemănător cu Tesla Model Y.
Altfel spus, peste performanțele reale și cifrele tehnice, există și destul marketing, inevitabil, pentru că, la capacitatea menționată în prezentare, bateria ar avea 736 de kg, potrivit unui calcul simplu, deci nu va fi deloc ușoară. Pentru comparație, o baterie cu o greutate apropiată are Tesla Model Y.
Concluziile trase însă din prezentarea Gotium sunt optimiste, chiar dacă, așa cum se întâmplă de fiecare dată, realitatea le va mai tăia, probabil, din entuziasm. Rămâne însă de văzut dacă programul de lansare, anunțat pentru 2024, va fi unul real și va aduce noua generație de baterii pe mașinile care vor fi produse începând din 2025, cel puțin la Volkswagen.
Exemple posibile de utilizare ale unei baterii Gotion
Să luăm exemplul cel mai la îndemână, Dacia Spring. Bateria acestui model este NMC, după cum relatează publicațiile de specialitate, și are 190 kg, având o capacitate nominală de 26,8 kWh, adică are o densitate de energie de 141 Wh/kg. Rezonabil, față de potențialul tehnologiei NMC, raportat la preț. Dacă calculele nu sunt greșite, cu o baterie Gotium, cu densitatea pretinsă de 240 Wh/kg, la aceeași greutate, bateria Spring ar oferi peste 45 kWh. Cu densitatea de 190 Wh/kg, afișată pentru un pachet de celule, capacitatea unei baterii de 190 kg ar fi un pic mai mică, 36,1 kWh, ceea ce este cu siguranță mai bine cu circa 40% față de cea actuală, adică minim 300 km autonomie, la o încărcare.
Celelalte caracteristici anunțate, la încărcare, descărcare, stabilitate termică, vor fi un bonus important. În plus se anunță o durată de viață foarte mare, comparativ cu cele două tipuri existente, ceea ce schimbă radical spectrul de viață al mașinii.
Un alt exemplu: O baterie Tesla Model 3 Long Range actuală are 82 kWh și o greutate de 489 de kg, cu o densitate energetică a bateriei de 167 Wh/kg. Dacă menținem capacitatea pe o baterie Gotion, am obține o reducere a greutății de circa 50 kg, cu efecte vizibile și asupra consumului, dar cel mai mare câștig ar veni din prețul bateriei și apoi din durata de viață a acesteia, bazată pe numărul de cicluri de încărcare. Dacă menținem greutatea bateriei actuale, obținem o capacitate de 92,9 kWh, care ar putea aduce aproape 100 km în plus la autonomie.
În fine, dacă ne raportăm la bateria de 140 kWh și autonomia de 1000 de km putem face o comparație cu bateria utilizată de Mercedes pe conceptul EQXX. Mașina a avut o baterie de 100 kWh, însă marea calitate a acestui model a fost consumul, care a coborât la sub 9 kWh/100 km. Acesta este imposibil de atins în condiții de trafic obișnuite, pentru că în cazul testului Mercedes la volan a fost un pilot care a urmărit acest consum, iar greutatea mașinii a fost redusă radical în scopul testului. În plus, bateria de pe EQXX are un preț care ar dubla, cel puțin, prețul unui Spring.
Replica Toyota
La scurt timp de la anunțul făcut de chinezii de Gotion, Toyota a ieșit la rampă cu câteva detalii esențiale cu privire la viitorul electric al mărcii. Iar informațiile transmise de oficialii constructorului japonez sunt cel puțin la fel de interesante precum cele lansate în piață de Gotion.
Vrem să devenim lideri mondiali la capitolul baterii pentru mașini electrice.
Hiroki Nakajima, directorul biroului de tehnologie Toyota.
Cum pregătesc niponii treaba asta? Printr-un plan clar dezvoltat pe termen scurt și mediu, cum altfel? Nu-i prima dată când Toyota face un tur de forță și ne arată un pic mai mult din viitorul pe care îl pregătește. Un eveniment de aceeași anvergură, în care producătorul japonez a pus toate cărțile pe față, a avut loc în decembrie 2021: un adevărat “program de guvernare” în care oficialii au dezvăluit TOATE electricele (sub formă de concepte) pe care le vor aduce pe piață mărcile Toyota și Lexus până în 2030.
Electricele Toyota și Lexus din viitor
Strategie în trepte
Dar să revin la ce s-a întâmplat zilele trecute: o conferință Toyota care a pus accent pe baterii, pe pilele de combustie cu hidrogen și, bineînțeles, pe sistemele inteligente care astăzi stau în spatele tuturor mașinilor.
În vizorul planurilor Toyota stau generații și tehnologii noi de baterii pentru mașinile electrice. Acestea vor fi lansate în câțiva pași, pe o platformă complet nouă și dedicată electricelor.
Primul pas anunțat de compania niponă va avea loc în 2026. Toyota va lansa o nouă generație de baterii Litiu-Ion cu chimie NCM (un fel de NMC, dar cu mai mult cobalt decât mangan). Acestea vor dubla autonomia pachetului de baterii utilizat astăzi pe electrica Toyota bZ4X și vor putea genera autonomii de până la 1000 de kilometri pe modelele pe care vor fi montate. Noile baterii vor costa cu 20% mai puțin decât cele utilizate azi pe mașinile de serie Toyota și Lexus și vor putea fi încărcate de la 10 la 80% în circa 20 de minute.
Al doilea pas va avea loc în 2026-2027. Japonezii lucrează la o baterie cu chimie LFP menită să popularizeze și mai mult ideea de mașină electrică. Bateria va avea o formă nouă (nu prismatică, așa cum se întâmplă astăzi cu acumulatorul lui bZ4X) și va fi bipolară (monopolară, în cazul aceluiași SUV electric din gama Toyota de acum). Ce rezultat vor avea aceste transformări? O creștere a autonomiei mașinilor de astăzi cu circa 20% și costuri mai mici cu 40%. În materie de încărcare, japonezii anunță circa 30 de minute pentru 10 – 80% la stații rapide.
Al treilea pas (anunțat pentru 2027 – 2028) va aduce transformări și mai mari și va fi realizat pe două direcții.
Prima dintre ele constă în lansarea unei baterii Litiu-Ion pe bază de Nichel. Aceasta va crește autonomia noii generații de baterii (cea pregătită pentru lansare în 2026) cu 10%, ceea ce va permite atingerea unor borne de 1100 de kilometri pentru electrice.
A doua direcție vizează lansarea bateriilor solid-state (Solid-State Batteries sau SSB) care vor îmbunătăți și mai mult performanțele mașinilor în comparație cu aceeași generație de baterii din 2026. Autonomie crescută cu 20% (până la circa 1200 de kilometri) și încărcare ultrarapidă în 10 minute. Costurile sunt încă calculate de constructorul nipon.
Ultimul pas, al patrulea, în dezvoltarea bateriilor pe termen scurt și mediu, este programat după 2028. Constructorul japonez are în plan o a doua generație a tehnologiei Solid-State, ceva mai avansată, care va putea oferi autonomii de 1500 de kilometri pe modelele electrice Toyota și Lexus.
Cât despre noua platformă electrică anunțată de Toyota, aceasta va debuta în 2026 pe un model Lexus. Bineînțeles, bateria folosită va fi cea din noua generație NCM.
Foto principală: Dreamstime
