Återigen visar Tesla vad som är den smartaste strategin för att uppnå massifiering av elbilar. I Kina kommer Tesla att använda två mycket olika batterikemier för Model 3. En för att ge lägsta kostnad/högre tillgänglighet och en annan för att ge bästa räckvidd.
I den här artikeln kommer vi att se varför Teslas nya batteristrategi förmodligen kommer att antas av andra biltillverkare.
Varning
Det är den här typen av artikel jag gillar att skriva, den kommer att bli lång...
Låt oss börja med att skilja på de mest populära batterikemierna idag för att förstå Teslas val.
Anoder
LTO-anoder kombineras vanligtvis med NCM-katoder. De är bättre lämpade för ESS (Energy Storage Systems), eftersom de bidrar till att göra batterierna stora, tunga och dyra. Men de är extremt säkra och hållbara.
litiumtitanatoxid ( LTO )
Katoder
För elbilar har fokus legat på att förbättra katoderna. De är vanligtvis parade med grafitanoder, men på senare tid har en blandning av grafit med kisel använts för att uppnå högre energitäthet. Användningen av kisel kommer dock till priset av att förkorta cykellivslängden, på grund av svällning av anoden.
Litiumferrofosfat ( LFP )
Litiumferromanganfosfat ( LFMP )
Litium Nickel Kobolt Mangan (NCM 333 eller 111)
Litium Nickel Kobolt Mangan (NCM 523)
Litium Nickel Kobolt Mangan (NCM 622)
Litium Nickel Kobolt Mangan (NCM 712)
Litium Nickel Kobolt Mangan (NCM 811)
Litium Nickel Kobolt Aluminium ( NCA )
Nu när du känner till de viktigaste fördelarna och nackdelarna med de mest populära batterikemierna är det lätt att gissa vilka Tesla valde för olika ändamål...
Tesla Model 3 Standard Range
För standardserien Model 3 i Kina kommer Tesla att använda LFP eller LFMP battericeller från CATL. Inte bara dessa battericeller kräver inte kobolt – vilket betyder lägre kostnad och högre tillgänglighet – de kräver inte heller ett mycket komplext TMS (Thermal Management System), eftersom de är mycket säkra.
Nu ska vi se vad vi kan förvänta oss...
Med LFP-battericeller kan Tesla sätta i Model 3 ett 50 kWh-batteri för 4 000 euro som klarar 4 000 kompletta laddnings-/urladdningscykler innan den når EoL (End of Life). EoL uppnås när batteriet bara behåller 80 % av sin ursprungliga kapacitet. Detta innebär att om Tesla Model 3 Standard Range var ny, hade en genomsnittlig räckvidd på 300 km, efter 4 000 cykler och 1 080 000 km [(300 + 240) / 2 x 4 000] skulle räckvidden fortfarande vara 240 km.
Hypotetisk Tesla Model 3 LFP-batteri
Tesla Model 3 Long Range
För den långa räckvidden Model 3 i Kina kommer Tesla att använda en hög nickelhalt kemi (NCM 712, NCM 811 eller NCA), troligen från LG Chem. Dessa battericeller erbjuder den bästa energitätheten, vilket möjliggör en högre räckvidd. Men de kräver fortfarande lite kobolt, vilket gör dem dyrare och med lägre tillgänglighet.
Nu ska vi se vad vi kan förvänta oss...
NCM 811-battericeller
Exempel:
Med NCM 811-battericeller kan Tesla sätta i Model 3 ett 75 kWh-batteri för 7 500 euro som klarar 1 000 kompletta laddnings-/urladdningscykler innan den når EoL (End of Life). EoL uppnås när batteriet bara behåller 80 % av sin ursprungliga kapacitet. Detta betyder att om Tesla Model 3 Long Range var ny, hade en genomsnittlig räckvidd på 450 km, efter 1 000 cykler och 405 000 km [(450 + 360) / 2 x 1 000] skulle räckvidden fortfarande vara 360 km.
Hypotetisk Tesla Model 3 NCM 811 batteri
Som du kan se tillåter Tesla att använda två olika batterikemier att erbjuda sina kunder valet mellan det bästa utbudet och den bästa kostnaden. Genom att använda olika leverantörer och råvaror gör Tesla dessutom mindre benägna att ha problem med batteriproduktionskapaciteten. Denna strategi bör antas av varje biltillverkare. Att vara bunden till begränsade leverantörer och/eller råvaror är inte särskilt klokt.
Nissan
För närvarande finns Nissan LEAF att beställa med två olika batteripaket, men båda använder exakt samma Envision AESC-celler. Batteripaketet på 40 kWh är tillverkat med 192 (96s2p) NCM 523 battericeller, medan 62 kWh-paketet är gjort med 288 celler (96s3p). Senare i år förväntas Nissan uppgradera till NCM 811 battericeller.
Volkswagen
Volkswagen ID.3 kommer att erbjudas med tre olika batterikapaciteter, mellanklassversionen kommer att använda NCM 622-battericeller, medan långdistansversionen kommer att använda NCM 811-typen. Det finns en chans att standardversionen kommer att använda LFP-celler, men än så länge är det bara en obekräftad möjlighet... Det skulle vara bra att ha minst ett batteripaket byggt med koboltfria celler, som är gjorda med rikligt med råmaterial – vilket gör de är billiga och mycket tillgängliga för att öka produktionen.
Instegsversionen av ID.3 förväntas komma nästa år och kommer att kosta mindre än 30 000 euro. Med ett 48 kWh (45 kWh användbart) batteri får den en WLTP-räckvidd på 330 km. Om Volkswagen lägger ett LFP-batteri från CATL i det kommer det att vara mycket lönsamt och jag förväntar mig att produktionskapaciteten kommer att vara mycket hög (kan överträffa Tesla Model 3).
Vägkarta för batterikostnader från Volkswagen
Trots det, redan i år, trots att de fortfarande kräver lite kobolt i sina battericeller, räknar Volkswagen med att uppnå en kWh-kostnad under 100 euro (på förpackningsnivå), vilket är mycket bra och förmodligen bara näst efter Tesla.
Sammanfattningsvis, tills vi har det ultimata batteriet (hög energitäthet gjord med rikligt med råvaror) bör varje elbil erbjudas med två olika batteripaket. Ett tillverkat med rikliga och billiga råvaror för att erbjuda bästa kostnad och tillgänglighet, och ett annat mer energität batteri för att erbjuda det bästa utbudet med högre kostnad och begränsad produktion.
Till exempel, med den här strategin min favorit elektriska supermini, kan Renault ZOE vara tillgänglig med ett 40 kWh LFP-batteri och ett 60 kWh NCM 811-batteri. Med ett 40 kWh LFP-batteri skulle ZOE inte bara kosta Renault mindre att producera än sin gasmotsvarighet (Clio), den skulle också kunna nå samma produktionsnivåer eftersom råvarorna är rikliga.
Hypotetiskt Renault ZOE LFP-batteri
Tack vare sin utmärkta cykellivslängd skulle detta batterialternativ vara perfekt att använda med Vehicle-to-Grid-teknik (V2G). Det kan faktiskt vara den enda batterikemin som äntligen gör V2G rationell att implementera.
Hypotetisk Renault ZOE NCM 811 batteri
Det mer energitäta batteriet bör betraktas som ett premiumalternativ och säljas med en högre vinstmarginal.
Jag ser fram emot att se vilken biltillverkare som blir den första att göra sina elbilar tillgängliga med ett koboltfritt batteripaket i Europa eller Nordamerika. Min gissning är en som redan har kopplingar till CATL, så förmodligen Tesla, Volkswagen eller PSA. Vad tycker du?
