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El fabricante de baterías de China Contemporary Amperex Technology Co Ltd. (CATL), que es el mayor proveedor mundial de baterías para la industria automotriz, presentó su último diseño de batería llamado "Qilin".
24 junio 2022.- La batería de celda a paquete de alta densidad de energía puede permitir que un vehículo eléctrico viaje 1.000 km (621 millas) "de una tirada", dice la compañía
La batería Qilin, que lleva el nombre de una criatura legendaria de la mitología china, es la tercera generación (CTP 3.0) de la tecnología de batería de celda a paquete (CTP) de CATL. La batería logra la eficiencia de utilización de volumen más alta del mundo del 72 % y una densidad de energía de hasta 255 Wh/kg, lo que, según CATL, puede ofrecer fácilmente rangos de más de 600 millas.
El Qilin puede cambiar las reglas del juego para la industria automotriz y conducir a la adopción global generalizada de vehículos eléctricos.
A modo de comparación, el modelo 3 de Tesla que utiliza la química de la batería de fosfato de hierro y litio (LFP) tiene una relación de celda a paquete del 49 % con una densidad de energía de 173 Wh/L. CATL suministra al fabricante de automóviles eléctricos Tesla baterías para los vehículos que construye en su fábrica de Shanghái.
Las baterías Qilin CTP pueden entregar un 13 % más de energía que las celdas de batería 4680 utilizadas por Tesla, lo que ayuda a mejorar el alcance, la carga rápida, la seguridad, la vida útil, la eficiencia y el rendimiento en climas fríos.
Las baterías Cell to Pack (CTP) no se construyen como las típicas baterías EV utilizando un grupo de módulos individuales conectados entre sí que albergan las celdas. En cambio, todo el paquete de baterías es esencialmente una estructura. Este diseño aumenta la utilización del espacio y reduce los requisitos de los sistemas electrónicos y de refrigeración para los modelos individuales conectados entre sí.
La primera batería CTP de CATL lanzada en 2019 logró una eficiencia de utilización de volumen de poco más del 50 %. Las mejoras de la batería Qilin fueron el resultado de avances en el proceso de fabricación central, los materiales y el diseño de la estructura de la batería, según CATL.
Por un lado, CATL reorganizó la combinación de partes funcionales. Dentro de la batería Qilin, el travesaño interno, la placa de refrigeración líquida y la almohadilla térmica se han integrado en lo que CATL llama una "capa intermedia elástica multifuncional", que ayuda a acomodar los cambios dentro de la celda, mejorando la confiabilidad de la batería durante todo su ciclo de vida.
La unidad de energía integrada, que se compone de la celda y la capa intermedia elástica multifuncional, también crea una estructura de soporte de carga más estable que mejora la resistencia a golpes y vibraciones de la batería CTP.
La batería Qilin también cuenta con un diseño exclusivo refrigerado por agua. Los ingenieros de CATL colocaron las piezas funcionales de refrigeración líquida entre celdas adyacentes en lugar de en la parte inferior como un paquete de baterías EV estándar.
CATL dice que este diseño aumenta el área de transferencia de calor cuatro veces y ayuda a mantener la batería más fría. También permite que las celdas se enfríen más rápidamente para evitar cualquier conducción térmica descontrolada anormal entre las celdas, lo que puede provocar un incendio. Además, el sistema de enfriamiento mejorado puede admitir tasas de carga más altas.
El diseño interno de la batería Qilin permite la disposición inteligente de varios componentes, incluida la protección estructural, la conexión de alto voltaje y una ventilación protectora para el escape térmico, lo que aumenta aún más la capacidad de la batería en un 6 %, según CATL.
A medida que aumenta la demanda de baterías para vehículos eléctricos, CATL reportó un aumento de las ganancias netas el año pasado del 185 % en comparación con 2020. Los ingresos de CATL para 2021 también se duplicaron con creces a 15.930 millones de yuanes (2.470 millones de dólares), superando fácilmente las estimaciones de los analistas de 13.510 millones de yuanes (2.100 millones de dólares).
En 2021, CATL anunció que sus ventas de baterías de iones de litio fueron de 133,4 GWh, un 184,8 % más que el año anterior. Las ventas del sistema de baterías de energía de la compañía fueron de 116,7 GWh, un 162,5% más año con año. 120 GWh son suficientes para alimentar alrededor de 1,2 millones de vehículos eléctricos.
Se espera que las baterías Qilin se produzcan en masa y se lancen en 2023.
En diciembre de 2021, CATL comenzó la producción de la fase 1 en su nueva fábrica de baterías para vehículos eléctricos en China. Una vez terminada, la planta será la fábrica de baterías para vehículos eléctricos más grande del mundo , con una producción anual de 120 GWh. La planta tendrá más de tres veces el tamaño de la gigafábrica de Tesla en Nevada.
CATL está invirtiendo 17.000 millones de yuanes (2.600 millones de dólares) en la planta y dijo que creará alrededor de 10.000 puestos de trabajo una vez que esté en pleno funcionamiento.
En marzo, la subsidiaria de CATL, Sichuan Contemporary Amperex Technology Limited (CATL-SC), recibió la especificación reconocida internacionalmente de neutralidad de carbono (certificación "PAS 2060") para su nueva planta de baterías para vehículos eléctricos en Sichuan, China. La reciente certificación PAS 2060 convierte a la planta en la primera fábrica de baterías sin carbono del mundo.
La certificación reciente marca un hito significativo para CATL hacia sus objetivos de neutralidad de carbono y es un ejemplo de cómo la producción de baterías para vehículos eléctricos puede volverse neutral en carbono en el futuro.
Reuters informó el mes pasado que CATL se encuentra en las etapas finales de investigación de sitios en los EE.UU. para construir una fábrica de baterías. La planta sería la primera instalación de producción de baterías de CATL en América del Norte.
CATL está en conversaciones para suministrar baterías tanto a Ford Motor Co como a BMW, por lo que los posibles sitios de fábrica incluyen Carolina del Sur, donde se encuentra el ensamblaje de BMW en EE.UU., o en Kentucky, donde Ford opera dos plantas de ensamblaje, según las personas familiarizadas con los planes.
CATL también suministra baterías a Honda, Volkswagen, Volvo y Mercedes Benz.
Tecnología "Cell to Pack" (CTP)
Las celdas se reúnen en módulos y se conectan para hacer un módulo completo. El diseño se puede modificar y se puede instalar más material activo en el mismo volumen y peso. Dicha tecnología permite que la fabricación sea más simple. CATL empezó a trabajar con este sistema en 2020 y su presidente, ya aseguró que esta tecnología acercaría el coste de producción de un eléctrico al de combustión.
CATL comercializará estas baterías con dos químicas diferentes. Con la versión LFP (litio ferrofosfato) ofrece una densidad de energía gravimétrica de 160 Wh/kg y una densidad de energía volumétrica de 290 Wh/l y la variante NCM (níquel, óxido de cobalto y manganeso) ofrece una alta energía específica. Los valores de densidad gravimétrica y volumétrica son de 250 Wh/kg y 450 Wh/l, respectivamente.
Tesla y BYD también trabajan con esta tecnología Cell-To-Pack. La de BYD, se denomina Blade Battery y utiliza una química de LFP (litio-ferrofosfato) y que califica como indestructibles, ya que pueden puede soportar todo tipo de daño sobre ella, sin reaccionar con explosiones ni incendios. Miden 96 cm de largo, 9 cm de ancho y 135 cm de alto. Una vez que se colocan en la matriz, se insertan en una disposición laminar.
Desde BYD aseguran que «este factor de forma permite mejorar la densidad de energía al eliminar la necesidad de los módulos». Inicialmente tenían una densidad de 140 Wh/kg, pero en la actual versión de largo alcance del BYD Yuan Plus ya alcanzan los 150 Wh/kg. Durante su vida útil serán capaces de soportar 3.000 ciclos de carga y descarga lo que supone que su vida útil puede llegar a alcanzar hasta 1,2 millones de kilómetros a bordo de un coche eléctrico.
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