Baterías secretas de Tesla apuntan a reelaborar las matemáticas para autos eléctricos y la red

Por: Norihiko Shirouzu , Paul Lienert

(Reuters) – El fabricante de automóviles eléctricos Tesla Inc planea introducir una nueva batería de bajo costo y larga duración en su sedán Modelo 3 en China a finales de este año o principios del próximo que espera que traiga el costo de los vehículos eléctricos. en línea con los modelos de gasolina, y permite que las baterías EV tengan una segunda y tercera vida en la red eléctrica.

Durante meses, el presidente ejecutivo de Tesla, Elon Musk, ha estado molestando a los inversores y a sus rivales, con la promesa de revelar avances significativos en la tecnología de la batería durante un “Día de la batería” a fines de mayo.

Las baterías nuevas y de bajo costo diseñadas para durar un millón de millas de uso y permitir que Teslas eléctricas se vendan de manera rentable por el mismo precio o menos que un vehículo de gasolina son solo parte de la agenda de Musk, dijeron a Reuters personas familiarizadas con los planes.

Con una flota global de más de 1 millón de vehículos eléctricos que son capaces de conectarse y compartir energía con la red, el objetivo de Tesla es alcanzar el estado de una compañía de energía, compitiendo con proveedores de energía tradicionales como Pacific Gas & Electric y Tokyo Electric Power, dijeron esas fuentes.

La nueva batería de “millón de millas” en el centro de la estrategia de Tesla se desarrolló conjuntamente con Contemporary Amperex Technology Ltd (CATL) de China y despliega la tecnología desarrollada por Tesla en colaboración con un equipo de expertos académicos en baterías reclutados por Musk, tres dijeron personas familiarizadas con el esfuerzo.

Eventualmente, se introducirán versiones mejoradas de la batería, con mayor densidad de energía y capacidad de almacenamiento e incluso un costo menor, en vehículos Tesla adicionales en otros mercados, incluido América del Norte, dijeron las fuentes.

El plan de Tesla para lanzar la nueva batería primero en China y su estrategia más amplia para reposicionar la compañía no se habían informado previamente. Tesla declinó hacer comentarios.

Las nuevas baterías de Tesla se basarán en innovaciones como las químicas de baterías bajas en cobalto y sin cobalto, y el uso de aditivos químicos, materiales y recubrimientos que reducirán el estrés interno y permitirán que las baterías almacenen más energía durante períodos más largos, dijeron las fuentes.

Tesla también planea implementar nuevos procesos de fabricación de baterías altamente automatizados y de alta velocidad diseñados para reducir los costos de mano de obra y aumentar la producción en “terafactorías” masivas aproximadamente 30 veces el tamaño de la “gigafactory” de Nevada de la compañía, una estrategia telegrafiada a fines de abril a los analistas. por almizcle.

Tesla está trabajando en el reciclaje y la recuperación de metales caros como el níquel, el cobalto y el litio, a través de su filial de Redwood Materials, así como nuevas aplicaciones de “segunda vida” de baterías de vehículos eléctricos en sistemas de almacenamiento en red, como el que Tesla construyó en el sur Australia en 2017. El fabricante de automóviles también ha dicho que quiere suministrar electricidad a consumidores y empresas, pero no ha proporcionado detalles.

Reuters informó exclusivamente en febrero que Tesla estaba en conversaciones avanzadas para usar las baterías de fosfato de hierro y litio de CATL, que no usan cobalto, el metal más caro en baterías EV.

CATL también ha desarrollado una forma más simple y menos costosa de empaquetar las celdas de la batería, llamada celda a paquete, que elimina el paso medio de agrupar las celdas. Se espera que Tesla use la tecnología para ayudar a reducir el peso y el costo de la batería.

Las fuentes dijeron que CATL también planea suministrar a Tesla en China el próximo año con una batería mejorada de níquel-manganeso-cobalto (NMC) de larga vida cuyo cátodo es 50% de níquel y solo 20% de cobalto.

Tesla ahora produce conjuntamente baterías de níquel-cobalto-aluminio (NCA) con Panasonic ( 6752.T ) en una “fábrica” ​​en Nevada, y compra baterías NMC de LG Chem ( 051910.KS ) en China. Panasonic declinó hacer comentarios.

Tomados en conjunto, los avances en la tecnología de baterías, la estrategia de ampliar las formas en que se pueden usar las baterías EV y la automatización de fabricación a gran escala, todos apuntan al mismo objetivo: reelaborar las matemáticas financieras que hasta ahora ha hecho la compra de un automóvil eléctrico más costoso para la mayoría de los consumidores que quedarse con vehículos de combustión interna que emiten carbono.

“Tenemos que asegurarnos realmente de obtener una rampa muy pronunciada en la producción de baterías y continuar mejorando el costo por kilovatio-hora de las baterías; esto es muy fundamental y extremadamente difícil”, dijo Musk a los inversores en enero. “Tenemos que escalar la producción de baterías a niveles locos que la gente ni siquiera puede entender hoy”.

Tesla ha reportado ganancias operativas durante tres trimestres consecutivos, lo que ha llevado a casi duplicar el precio de sus acciones este año. Aún así, los ambiciosos planes de expansión de Musk dependen de aumentar tanto los márgenes de ganancias como el volumen de ventas.

Varios de los avances técnicos realizados por Tesla y CATL en química y diseño de baterías se originaron en un pequeño laboratorio de investigación en la Universidad Dalhousie en Halifax, Nueva Escocia. El laboratorio ha sido administrado desde 1996 por Jeff Dahn, pionero en el desarrollo de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos y almacenamiento en red.

Dahn y su equipo comenzaron una asociación de investigación exclusiva de cinco años con Tesla a mediados de 2016, pero la relación se remonta al menos a 2012.

Entre las contribuciones críticas del laboratorio de Dahn: aditivos químicos y materiales de nanoingeniería para hacer que las baterías de iones de litio sean más resistentes y resistentes a los hematomas causados ​​por el estrés, como la carga rápida, prolongando así su vida útil.

El costo de los paquetes de baterías de fosfato de litio-hierro sin cobalto de CATL ha caído por debajo de $ 80 por kilovatio-hora, con el costo de las celdas de la batería cayendo por debajo de $ 60 / kWh, dijeron las fuentes. Los paquetes de baterías NMC de bajo cobalto de CATL están cerca de $ 100 / kWh.

Los ejecutivos de la industria automotriz han dicho que $ 100 / kWh para paquetes de baterías es el nivel en que los vehículos eléctricos alcanzan una paridad aproximada con los competidores de combustión interna.

La experta en baterías Shirley Meng, profesora de la Universidad de California en San Diego, dijo que las células NMC podrían costar tan poco como $ 80 / kWh una vez que se tenga en cuenta el reciclaje y la recuperación de materiales clave como el cobalto y el níquel. Las baterías de fosfato de hierro, que son más seguras que NMC podría encontrar una segunda vida en los sistemas estacionarios de almacenamiento en la red, reduciendo el costo inicial de esas baterías para los compradores de vehículos eléctricos. 

En comparación, no se espera que las nuevas baterías bajas en cobalto desarrolladas conjuntamente por General Motors Co ( GM.N ) y LG Chem alcancen esos niveles de costo hasta 2025, según una fuente familiarizada con el trabajo de las compañías.

GM declinó hacer comentarios sobre sus objetivos de costos. A principios de este año, solo dijo que planeaba “aumentar los costos de las celdas de la batería por debajo de $ 100 / kWh” sin especificar un calendario

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