Tesla je najveći svetski proizvođač električnih automobila i mnogi se pitaju koje baterije ova kompanija koristi. Postoji li tajna vrsta baterije koja mu omogućava da postigne uspeh?
Pa, ako se osvrnemo na Teslinih skoro 20 godina, čini se da tajna nije u nekoj određenoj bateriji, već u pristupu – veoma pragmatičan, fleksibilan, fokusiran na stalnu evoluciju, prilagođavanje i istraživanje mogućnosti.
Faktor oblika baterije
Kada je kompanija započela svoje putovanje sa originalnim Tesla Roadsterom , nije bilo mnogo tipova litijum-jonskih baterija za izbor. Tesla je jednostavno odlučio da koristi baterije cilindričnog tipa 18650 (nedavno nazvane 1865), dizajnirane za opštu upotrebu (nisu pogodne za EV).
Bili su teški za korišćenje, zbog velikog broja malih ćelija (niskog kapaciteta) u baterijskom paketu (nekoliko hiljada), ali su bili dostupni u doslednom kvalitetu i velikom obimu. Sa izuzetnim inženjeringom za upravljanje električnom energijom i toplotom (tečno hlađenje), Tesla je izabrao pragmatičan put (neke druge kompanije su u to vreme počele da koriste nove tipove džepnih ili prizmatičnih ćelija).
Ćelije tipa 1865 korišćene su u Roadster-u i Modelu S i Modelu Ks (uključujući fejsliftirane modele). Glavni dobavljač ovih ćelija za Teslu je Panasonic (Japan).
Kasnije je Tesla shvatio da bi bilo bolje imati veću baterijsku ćeliju (veći kapacitet po ćeliji i manji broj ćelija), optimizovanu za električne automobile. Tako je cilindrična ćelija tipa 2170 ušla na tržište u velikom obimu za Tesla Model 3 i Tesla Model I , kao i proizvode za skladištenje energije.
Tip 2170 je prvobitno proizveo Panasonic u Teslinoj Gigafabrici 1 u Nevadi (trenutno na oko 38-39 GVh/god). Poslednjih godina LG Energi Solution kompanije LG Chem takođe je postao dobavljač ovih ćelija za Teslu – proizvodeći ih u Kini, uglavnom za fabriku Tesla Giga u Šangaju.
Najnoviji i do sada najveći format cilindričnih ćelija, Tipe 4680 , stigao je na tržište ove godine. Ova ćelija je fizički pet puta veća od ćelije tipa 2170, što omogućava dalju optimizaciju sistema i uvođenje nekih novih tehnologija. Međutim, veličina i nova rešenja otežavaju njegovu proizvodnju. Zato je Tesla pokrenuo sopstveni razvoj i proizvodnju u Kaliforniji i Teksasu i podstiče dobavljače – uključujući Panasonic – da pojačaju svoje napore.
Ovo su tri tipa cilindričnih ćelija koje Tesla koristi u svojim električnim automobilima, ali postoji i četvrti – prizmatični tip, za LFP baterije, koji isporučuje CATL . U prvom kvartalu 2022. skoro polovina Tesla automobila je bila opremljena prizmatičnim LFP baterijama. Ovo je još jedan jasan primer pragmatičnog prilagođavanja potražnji tržišta, jer prizmatične LFP baterije čine osnovu početnih, jeftinijih Teslinih modela.
Vrste Tesla baterijskih ćelija:
Tip 1865 (18 mm u prečniku i 65 mm u visini): Roadster (original), Model S, Model Ks
Tip 2170 (21 mm u prečniku i 70 mm u visini): Model 3, Model I
Tip 4680 (prečnik 46 mm i visina 80 mm): model I proizveden u Teksasu (ubuduće i model I iz Nemačke i novi modeli).
prizmatični : početni model 3 i model I
Hemija baterije
Sve Tesline vučne baterije su litijum-jonske baterije, ali nisu sve iste. Postoji nekoliko glavnih katodnih hemija, od kojih se svaka razvija tokom godina.
Tri glavne vrste katoda u Tesla električnim vozilima:
nikl-kobalt-aluminijum (NCA)
nikl-kobalt-mangan (NCM)
litijum gvožđe fosfat (LFP)
Prva dva – NCA i NCM – imaju visoku gustinu energije, što ih predisponira da se koriste u dugoročnim verzijama Tesla automobila. Ova dva tipa su korišćena u cilindričnim ćelijama (NCA 1865. i 2170. od Panasonica, NCM 2170. od LGES-a).
LFP je manje energetski gust tip. Ne sadrži nikl ili kobalt, što ga čini jeftinijim. Idealan je za modele početnog nivoa i sisteme za skladištenje energije. Tesla koristi LFP prizmatične ćelije iz CATL-a.
U nedavnom Izveštaju o uticaju za 2021. godinu, Tesla objašnjava da će „nastaviti da unapređuje raznovrsnu strategiju katoda za LFP, katode bogate niklom i manganom kako bi se pozabavili različitim tržišnim segmentima za vozila i proizvode. skladištenje energije i obezbedilo buduću fleksibilnost u zavisnosti od dostupnost i cena sirovina“.
Tesla pokušava da poveća sadržaj nikla i smanji sadržaj kobalta u NCA i NCM baterijama, što bi smanjilo troškove i poboljšalo gustinu energije (i domet). Međutim, nije lako ukloniti kobalt zbog njegove uloge u bezbednosti i dugovečnosti baterije.
„Tesla će nastaviti da unapređuje raznovrsnu katodnu strategiju za LFP, katode bogate niklom i katode bogate manganom kako bi se pozabavila različitim tržišnim segmentima za vozila i proizvode za skladištenje energije i obezbedila fleksibilnost u budućnosti u zavisnosti od dostupnosti i cene sirovina.
Kompanija takođe napominje da će u narednih nekoliko godina njena apsolutna potražnja za kobaltom porasti jer se očekuje da će rast proizvodnje baterija i vozila nadmašiti ukupnu stopu smanjenja kobalta po ćeliji.
Takođe treba imati na umu da katoda nije jedini element baterije i da se stalna poboljšanja vrše na svim elementima, uključujući anodu (sadržaj silicijuma u poređenju sa grafitom) i elektrolit.
dobavljači baterija
Konačno, dobavljači baterija. U početku, i dugo vremena, Teslin glavni snabdevač baterija je bio Panasonic – ćelije tipa 1865 i 2170 sa NCA hemijom. Ali kasnije su mu se pridružili LG Energi Solution (ćelije tipa 2170 sa NCM hemijom) i CATL (LFP prizmatična hemija).
Pored toga, Tesla je počeo da proizvodi sopstvene baterije, ćelije tipa 4680 čiji hemijski sastav nije otkriven (ali koje su najverovatnije visoke energetske gustine). Teslina milionita ćelija proizvedena je u Kaliforniji u januaru (električnom automobilu bi moglo biti potrebno oko 1.000 takvih ćelija).
Drugim rečima, možemo videti sve veću diversifikaciju:
Panasonic:
Japan: 1865 Tip NCA (primarna upotreba: model S/model Ks) SAD (Gigafabrika 1 u Nevadi: 2170 tip NCA (primarna upotreba: Kalifornijski model 3/model I)
LG Energi Solution kompanije LG Chem:
Kina: NCM tipa 2170 (glavna upotreba: MIC model 3/model I i MIG model I)
CATL:
Kina: Prizmatični LFP (primarna upotreba: početni model 3/model I širom sveta).
Tesla:
Kalifornija/Teksas: Tip 4680, hemija nije otkrivena (primarna upotreba: model I napravljen u Teksasu).
- Možda postoje i drugi dobavljači i drugi slučajevi upotrebe (prodavac/format ćelije/hemija), ali ovo su opšti slučajevi.
Kao što vidimo, tema baterija je postala prilično složena. Izgleda da Tesla ide napred sa novim tipovima baterija, ali do sada ne zaboravlja prethodne (delimično zbog nedostatka kapaciteta za proizvodnju baterija i dodatnih troškova za redizajn proizvoda za nove ćelije).
Samo vreme će pokazati koliko će najnovija verzija baterija tipa 4680 biti brza i uspešna.
