Kilka tygodni temu pisaliśmy o nowej baterii CATL, która miała osiągnąć gęstość energii wyższą o 13 procent niż baterie Tesli zbudowane w oparciu o ogniwa 4680. Teraz chiński producent ją zaprezentował. Bateria nosi nazwę Qilin i na poziomie pakietu obiecuje gęstość energii do 0,255 kWh/kg. To mniej więcej tyle, ile Tesla Model 3 miała na poziomie ogniw.
Baterie, ogniwa, gęstości energii – o co w tym chodzi i dlaczego CATL Qilin jest tak ważna
Gęstości energii ogniw Li-ion rosną, ale nie jest to przyrost oszałamiający. W 2018 roku przygotowaliśmy historyczne zestawienie pojemności baterii w jednostce masy i wyszło nam, że dotychczas zyskiwaliśmy około 0,05 kWh/kg na każde 10 lat rozwoju. W ostatnich latach postęp przyspieszył, jednak producenci zaczęli walczyć też o żywotność ogniw i wysokie moce ładowania, a wiadomo: im niższa degradacja w czasie, tym dłużej trwają testy takich ogniw.
Uznawane za modelowe ogniwa Tesli Model 3 miały w 2018 roku gęstość energii na poziomie ogniwa wynoszącą około 0,26 kWh/kg. Czyli jedna kilowatogodzina energii wymaga zastosowania 3,84 kilograma ogniw. Celowo podkreślamy „na poziomie ogniwa”, bo bateria to dodatkowe moduły, przewody prowadzące chłodziwo, BMS, wreszcie obudowa. Te wszystkie elementy dodają wagi nie dodając pojemności – dlatego na poziomie pakietu (całego akumulatora) gęstość energii Tesli Model 3 (2018) wynosiła około 0,16 kWh/kg.
A teraz bateria Qilin opracowana przez CATL, która będzie dostarczana w 2023 roku: Producent obiecuje, że na poziomie pakietu udało się osiągnąć gęstość energii wynoszącą do 0,255 kWh/kg, czyli tyle, ile Tesla Model 3 miała na poziomie ogniw! W jaki sposób? Niemal na pewno zastosowano w nim ogniwa o gęstości energii sporo wyższej niż 0,3 kWh/kg, prawdopodobnie nie mniej niż 0,33-0,35 kWh/kg. Chemia? Prawdopodobnie nikiel-kobalt-mangan, NCM, z grafitowo-krzemowymi anodami.
Pakiet CATL Quilin (granatowa kropka) na tle obecnej generacji baterii z ogniwami NCA (Tesla), NCM (Tesla i inni), LFP i LMO (c) BloombergNEF, korekta: Elektrowóz
To nie koniec. Wobec idącej dość opornie optymalizacji klasycznych ogniw Li-ion, CATL zaczęło szukać oszczędności gdzieś indziej. Pakiet Qilin składa się z ogniw strukturalnych, gwarantujących stabilność baterii bez konieczności stosowania modułów. Gdyby taką baterię zastosować w Tesli Model 3 podawanej tutaj jako przykład, miałaby 120 zamiast 75 kWh pojemności. CATL utrzymuje, że jest ona w stanie zagwarantować ponad 1 000 kilometrów zasięgu. I nawet jeżeli jest to wartość według chińskiej procedury CLTC, samochód z nią powinien bez problemu pokonać 700-800 kilometrów na jednym ładowaniu.
CATL chwali się, że dzięki płytom chłodzącym między ogniwami możliwe jest rozgrzanie baterii w 5 minut oraz uzupełnienie od 10 do 80 procent energii w 10 minut i osiągnięcie mocy ładowania wynoszących 4 C.
Możliwości baterii CATL Qilin (niebieski pięciokąt) na tle baterii zbudowanej w oparciu o ogniwa 4680 (c) CATL
Na wykresie przygotowanym przez BloombergNEF widać, że nowy akumulator CATL dość mocno odskakuje konkurencji, w tym Tesli. Wszyscy dopiero testują gęstość energii na poziomie pakietu wynoszącą 0,2 kWh/kg, z ogniwami LFP udało się dojść do poziomów ogniw NCA/NCM sprzed około 5 lat, ale do 0,25 kWh/kg przedsiębiorstwom jest jeszcze daleko. Nawiasem mówiąc: Chińczycy skądś wiedzą, że bateria z ogniwami 4680 osiągnie 0,226 kWh/kg.
Warto obejrzeć, prezentacja CATL Qilin:
Nota od redakcji www.elektrowoz.pl: jeśli uważnie przyjrzymy się wykresowi Bloomberga, zauważymy pozytywny trend. Gęstości energii na poziomie pakietu rosną o kilka procent każdego roku. Nie widzimy tego, bo producenci nie zawsze się tym chwalą, jednak w 2025 roku 0,25 kWh/kg powinno być standardem. I tylko od marek motoryzacyjnych zależy, czy dadzą nam trochę większe zasięgi z pojemnika o tej samej wielkości, czy może uznają, że aż takich zasięgów właściwie nie potrzebujemy, i po prostu zawalczą o coś innego.