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
