CATL y BYD lideran la carga en el desarrollo de baterías 6C para vehículos eléctricos

 

CATL y BYD lideran la carga en el desarrollo de baterías 6C para vehículos eléctricos

Este artículo fue escrito por Han Yongchang para 36Kr.

 

Podría la velocidad de carga de los vehículos eléctricos pronto alcanzar nuevas alturas?

Según 36Kr, CATL lanzó una batería para EV con una velocidad de carga de 6C en la segunda mitad de 2024, marcando la segunda generación de su batería Qilin.

 Mientras tanto, BYD, que no ha lanzado nuevos productos de batería durante tres años, también se prepara para lanzar productos de baterías de carga rápida. Una fuente cercana a BYD dijo a 36Kr que la segunda generación de la batería de cuchilla de BYD podría ser haber sido lanzada en la segunda mitad de 2024, y que BYD también está desarrollando una batería de 6C.

 Para lograr una tasa de carga de 6C manteniendo alta densidad de energía, los conocedores de la industria especulan que se podría utilizar un sistema que mezcla fosfato de hierro de litio (LFP) y materiales ternarios, marcando una nueva dirección para la industria.

 Además de CATL y BYD, CALB anunció a finales de 2023 que comenzaría a producir en masa grandes baterías cilíndricas de 46 series que soportaban una tasa de carga de 6C en el cuarto trimestre de 2024. La compañía también planea producir en masa e instalar baterías de 5C, capaces de cargar hasta un 80% en diez minutos.

  En la industria, la C-rate, sinónimo de la calificación C, es la unidad utilizada para indicar la velocidad de carga de las baterías, midiendo la velocidad a la que se carga o descarga una batería completamente. Por ejemplo, una batería de 1C tarda alrededor de una hora en cargarse del 0-100%, mientras que una batería de 2C se cargaría el doble de rápido, logrando una carga completa en 30 minutos.

 El Li Mega y el Zeekr 001 están equipados con batería de CATLs Qilin y batería Shenxing, respectivamente, ambas capaces de alcanzar una tasa de carga máxima de 5C, permitiendo la carga del 10% al 80% en unos 12 minutos.

 Con las baterías líquidas tradicionales acercándose al límite teórico de la densidad de energía, ha surgido un cuello de botella técnico en la industria de las baterías. Las baterías de estado sólido están destinadas a cerrar esta brecha, aunque todavía están lejos de la producción en masa. Los vehículos eléctricos puros necesitan tecnologías más prácticas para impulsar las ventas en el mercado final, haciendo que la carga rápida sea casi la única opción viable en el ínterin.

 En consecuencia, los fabricantes de automóviles y desarrolladores de baterías se esfuerzan por hacer la carga tan rápida como el repostaje, con tales desarrollos posiblemente iniciando la era 6C.

 

Cómo lograr una tasa de carga de 6C?

Avanzando hacia el logro de una tasa de carga 6C, y específicamente capacidades de carga rápida de 6C, requiere mejoras significativas no sólo en los materiales de las celdas de batería, sino también en los sistemas de baterías generales.

 En primer lugar, en la parte delantera del material, nuevas soluciones que se incorporar incluyen grafito y electrolitos adecuados para carga rápida, separadores y una combinación óptima de LFP y materiales ternarios para equilibrar y estabilizar el rendimiento de la batería.

 Un informante de la industria le dijo a 36Kr que las baterías de carga rápida de CATL generalmente mezclan menos del 5% de material LFP en una base terna. Este enfoque, aplicado a las baterías Qilin utilizadas por el Li Mega y Xiaomi SU7, puede mejorar la seguridad y el rendimiento a baja temperatura.

 Mezclar materiales ternarios con LFP puede combinar algunas de las ventajas de ambos, asegurando la rapidez de carga al tiempo que mejora el rendimiento total de la batería.

 En segundo lugar, las tasas de carga más altas resultan en una mayor generación de calor. Por lo tanto, las baterías de carga rápida necesitan sistemas de enfriamiento más fuertes para controlar la temperatura y garantizar la seguridad.

 El núcleo de la arquitectura de baterías de CATLs Qilin es una amplia tecnología de enfriamiento de agua. A diferencia de los sistemas tradicionales de refrigeración líquida colocados en la parte inferior de la célula de batería, el diseño de la batería Qilin coloca placas de refrigeración líquidas entre las células, asegurando una mayor disipación de calor y un mejor rendimiento de la batería.

 Además, el diseño flexible de la placa de enfriamiento líquido de la batería de Qilin puede aliviar los problemas de expansión y contracción que pueden ocurrir durante la carga y descarga. Este diseño aumenta la zona de enfriamiento de la batería cinco veces, logrando una potencia de enfriamiento máxima de 16 kilovatios, asegurando un enfriamiento efectivo bajo altas tasas de carga.

 Los avances de BYD en el enfriamiento del sistema de baterías también se están haciendo evidentes, introduciendo tecnología de refrigeración de la batería que utiliza refrigeración directa y calefacción con refrigerantes.

 Recientemente, el sistema de DM de quinta generación de BYD introdujo una nueva generación de baterías de cuchillas híbridas con mejoras significativas en los sistemas de refrigeración directa.

 En la generación anterior de baterías de cuchillas híbridas, BYD utilizó un diseño de placas de enfriamiento en forma de T, que no cububrió completamente la batería. La nueva generación utiliza un diseño de placas de refrigeración en forma de S, que ofrece una mayor zona de refrigeración y una mejor uniformidad de temperatura.

  Actualmente, los modelos BYD no soportan una carga rápida por encima de 4C, pero se cree que las reservas tecnológicas son suficientes. BYD típicamente anuncia la producción en masa una vez que la tecnología está lista. Cuando finalmente se anuncia la producción en masa de baterías 4C o incluso 6C, es posible que la tecnología de refrigerante se convierta en un componente clave.

 Mientras que compañías de baterías como CATL y BYD parecen encarriladas en su preparación para apoyar la carga rápida 6C, se arriesgan a tener su progreso descarrilado por la falta de infraestructura de carga ultrarrápida.

 

Falta de estaciones de carga ultrarrápida

La industria china de EV ha estado comprando para mejorar las velocidades de carga desde que el Xpeng G9 adoptó la plataforma 800V en 2022. Nuevos modelos como el Xpeng X9, Li Mega, Zeekr 001 y 007 y Xiaomi SU7 ofrecen una rápida carga como opción estándar.

En materiales promocionales, estos coches afirman apoyar 4C o incluso 5C de carga rápida, pero la experiencia real requiere sinergia con las estaciones de carga.

 Actualmente, hay tres tipos amplios de estaciones de carga: lenta, rápida y ultrarrápida. La industria de EV carece actualmente de una definición unificada de carga ultrarrápida, pero en general, las estaciones de carga con una potencia de más de 120 kW pueden considerarse ultrarrápidas.

Sin embargo, para alcanzar las tarifas de carga 4C o incluso 5C, la potencia de carga debe superar los 360 kW, con estaciones de carga ultrarrápida de 4C que requieran una potencia máxima de 480 kW y una corriente de carga máxima de 615A. Las estaciones de carga con una potencia tan alta son raras, especialmente aquellas que soportan las tarifas 5C.

 El Li Mega, uno de los pocos modelos de EV que actualmente soportan la carga 5C, ejetiza esto. Li Xiang, CEO de Li Auto, dijo en Weibo que la potencia máxima de la estación de carga ultrarrápida Li Autos 5C es de 520 kW, con una potencia media superior a 400 kW.

 Para disfrutar de estas tarifas de tarificación, los usuarios suelen necesitar utilizar estaciones con clasificación 5C. Por ejemplo, en Shenzhen, un centro clave para vehículos de nueva energía, la aplicación Li Auto muestra sólo tres estaciones soportando 480 kW (5C) de carga, con sólo tres cargadores de 5C en total. Incluso después de incluir todas las estaciones de carga de terceros compatibles con Li Auto, Shenzhen alberga un total de sólo 15 estaciones de carga ultrarrápida con una capacidad de 480 kW.

Esto significa que incluso si los usuarios compran coches que soportan tasas de carga 4C o 5C, es probable que la escasez de cargadores ultrarrápidos limite su experiencia.

 Los fabricantes de automóviles y las empresas de la cadena de suministro están trabajando para resolver estos problemas. Por ejemplo, Huawei planea desplegar más de 100.000 estaciones de carga ultrarrápida totalmente encojadas en líquidas para 2024, con una potencia máxima de 600 kW y una corriente máxima de 600A. Nio y Zeekr también están promoviendo activamente la construcción de estaciones de carga ultrarrápida.

Sin embargo, la construcción de estaciones de carga ultrarrápidas 4C, 5C o incluso 6C requiere primero la resolución de los problemas de capacidad de red eléctrica existentes. Una de las cuestiones críticas radica en la inclusión de las capacidades de almacenamiento de energía, que pueden aumentar los costos, lo que dificulta la resolución de las empresas por sí solas.

 Ninguna compañía quiere quedarse atrás en esta carrera. Sin embargo, simplemente competir para reforzar las tasas de carga y aumentar la velocidad de carga del lado del coche sin mejorar la infraestructura correspondiente es ingenuo y es poco probable que cumpla la promesa de hacer la carga tan rápido como el repostaje.

Dada la actual escasez de estaciones de carga de 5C, el atractivo práctico de la tecnología 6C también parece limitado, al menos por el momento.

 

Original en: https://kr-asia.com/catl-and-byd-lead-the-charge-in-developing-6c-batteries-for-evs