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Cómo Elon Musk planea revolucionar las baterías

octubre 14, 2021
  • Durante el tan esperado «Día de la batería» de Tesla el martes por la tarde, Elon Musk anunció varias innovaciones que podrían transformar la industria de las baterías.
  • Musk se centró en un rediseño interno de la batería de iones de litio, que según él utilizará cátodos de níquel, en lugar de cobalto.
  • ¿El anuncio más emocionante? Musk ve futuras economías de escala en la producción de baterías, haciendo posible un Tesla de $ 25,000 en el próximo Tres años.

    Elon Musk está listo para recargar la industria de las baterías.

    Durante el muy esperado evento «Battery Day» del CEO de Tesla, que tuvo lugar el martes por la tarde directamente después de la reunión trimestral de accionistas de la compañía, Musk anunció una ambiciosa lista de innovaciones, e incluso una planta de fabricación completamente nueva, que Tesla perseguirá a lo largo del período. próximos 10 años para empezar a producir sus propias baterías.

    Te gusta Musk. Nos gusta Musk. Vamos a hablar juntos de sus locas ideas.

    «Es increíblemente importante que aceleremos el advenimiento de la energía sostenible», dijo Musk durante una transmisión en vivo del evento, que se llevó a cabo en Fremont, California. «Ejecutar este experimento climático es una locura».

    Específicamente, Musk ve a Tesla asumiendo un papel más importante en la generación y almacenamiento de energía sostenible, además de crear vehículos eléctricos más asequibles. Por ejemplo, Musk planea eliminar el cobalto en los cátodos de sus baterías en favor del níquel, un metal plateado y brillante que se encuentra en las minas de todo el mundo, con altas concentraciones de mineral de níquel en Indonesia, Rusia, Canadá y Filipinas.

    Esto, además de otros rediseños de la batería de iones de litio, permitirá a Tesla fabricar baterías internas más densas en energía que no solo aumentan el alcance del conjunto de vehículos eléctricos de lujo de la compañía, sino que también permiten los beneficios de costos que, según Musk, harán. conducir a un vehículo eléctrico totalmente autónomo de $ 25,000 en los próximos tres años.

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    Aquí está la verdad sobre todo lo que necesita saber sobre las nuevas baterías de Tesla, la próxima planta de producción de baterías y lo que podría significar para el cambio climático.

    Celdas de batería «sin tablas»

    El plan final de Tesla es reducir a la mitad el costo de un kilovatio hora en la fábrica, lo que lleva a mayores economías de escala en las industrias de vehículos eléctricos, baterías de iones de litio y generación de energía sostenible. Para hacer eso, Tesla está rediseñando los fundamentos de la celda de la batería.

    Cada batería cilíndrica tiene una «tapa» (+) y una «lata» (-) que son las partes negativa y positiva de la celda. En el interior, hay una pestaña conectada a la celda, además de un «jellyroll» que contiene los electrodos positivo y negativo. En una celda Tesla de 2170, hay un rollo de gelatina de aproximadamente un metro de longitud, que parece un pastel suizo enrollado. Desde allí, los iones de litio se mueven entre el ánodo y el cátodo para recargarse o emitir energía.

    Tesla ve que el diseño de celda ideal tiene un diámetro de 46 milímetros, pero es un desafío sobrecargar una batería de este tamaño. Por eso, la empresa ha introducido una nueva arquitectura de «tablas» a la que llama celda 4680.

    La batería resultante es más sencilla de fabricar, requiere menos piezas y se parece un poco a un mandala de tejas metálicas. Más importante aún, permite seis veces más energía que la batería anterior de Tesla y les da a los vehículos de Tesla aproximadamente un 16 por ciento más de autonomía antes de tener en cuenta otras mejoras de la batería.

    «La distancia que tiene que viajar el electrón es mucho menor», explicó Musk. «Aunque la celda es más grande, tiene más potencia, la relación potencia / peso es mucho menor que con las pestañas … nadie lo ha hecho antes».

    Captura de pantalla / Tesla

    Pero, curiosamente, Musk y compañía ni una sola vez mostraron el prototipo en sí, lo cual es decepcionante en el mejor de los casos y sospechoso en el peor.

    Hacia la Terafactory

    gigafábrica de tesla

    Tesla

    Para hacer la transición de todos los vehículos con un motor de combustión interna a uno eléctrico, se necesitará una gran cantidad de producción de baterías, alrededor de 150 teravatios hora por año, para ser exactos. Para el contexto, Tesla ha generado alrededor de 17 teravatios hora de energía solar hasta la fecha, dijo Musk.

    «Tera es el nuevo giga. Un teravatio es 1.000 veces más que un gigavatio», explicó durante la presentación. «Esto es lo que se necesita para hacer la transición del mundo hacia la sostenibilidad». Dicho de otra manera, un teravatio también equivale a un billón de vatios.

    un gráfico que explica cómo los kilovatios hora se relacionan con los teravatios hora un teravatio equivale a 1000 gigavatios

    Cables escalonados

    Eso representa un gran salto en el crecimiento energético sostenible. Tesla necesitará generar 100 veces más energía de batería que los niveles actuales para alcanzar su nuevo y ambicioso objetivo de producir 10 teravatios hora de batería por año.

    Gigafactories existentes de Tesla en Sparks, Nevada; Buffalo, Nueva York; Shanghai, China; y un cuarto en construcción en Berlín, Alemania, todavía no son satisfactorios para estos elevados objetivos de producción de energía. De hecho, se necesitaría 135 Nevada Gigafactories producirá 20 teravatios hora de energía de batería cada año, dijo Musk. Esa no es una solución escalable para la fabricación de celdas de batería.

    Entonces, lo que Tesla insinúa seguramente suena mucho a Gigafactory 2.0, o quizás más exactamente, a Terafactory.

    Tesla está aumentando la producción de sus nuevas celdas de mesa en su empresa de fabricación de baterías piloto en una ubicación no revelada cerca de Fremont, California, pero Musk no ofreció ninguna pista sobre dónde podría ubicarse una fábrica permanente. Dijo que pasará aproximadamente un año antes de que la fábrica pueda alcanzar 10 teravatios hora de energía por año. Él cree que, eventualmente, una planta de fabricación completa podría producir energía del orden de 200 gigavatios hora por año.

    Cátodos de níquel

    El nuevo diseño de cátodo de tesla utilizará níquel en lugar de cobalto.

    Captura de pantalla / Tesla

    El cátodo es una estructura que contiene iones mientras conserva su estructura y forma. Sin él, la capacidad de la batería cae rápidamente. En cierto sentido, los cátodos son como estanterías, donde el metal es como el estante y el litio es el libro. Dependiendo del metal usado en el cátodo, hay diferentes cantidades de «libros» o litio que pueden caber.

    El níquel es el material más barato y de mayor densidad energética que las empresas podrían utilizar en cátodos. Sin embargo, el cobalto es actualmente la opción más popular debido a su estabilidad. En cambio, Tesla quiere avanzar hacia una dependencia del níquel, reduciendo sus baterías al cero por ciento de cobalto.

    Todo esto se suma a una reducción del 76 por ciento en los costos del proceso y un movimiento hacia la sostenibilidad, con un cero por ciento de aguas residuales como subproducto. Además, Musk dice que el objetivo es ir más allá de la necesidad de un nuevo níquel de grado de batería y, en cambio, centrarse en usar níquel reciclado de las baterías existentes. De esa manera, hay menos dependencia de la minería.

    Ese es un punto interesante, considerando que la minería es un serio problema con Tesla. Durante la reunión de accionistas justo antes del evento del Día de la Batería, una persona incluso reavivó las preocupaciones sobre la minería infantil en la República Democrática del Congo.

    En diciembre pasado, International Rights Advocates presentó una demanda contra Tesla, junto con Apple, Google y Dell, en representación de 14 padres e hijos que supuestamente murieron o resultaron heridos mientras trabajaban en las minas de cobalto que suministraban el metal a esas empresas de tecnología.

    Carcasas de automóviles hechas de baterías

    En los primeros días de los aviones, explicó Musk, los aviones en realidad transportaban sus tanques de combustible como carga. Hoy, sin embargo, los fabricantes se han dado cuenta de un mejor diseño, en el que los tanques de combustible se colocan dentro de las alas, convirtiéndose en parte de su estructura.

    Tomando una hoja de ese libro, Tesla usará sus nuevas baterías como un componente estructural en sus autos. Debido a que la parte de la batería que no es de celda tiene una masa negativa, explicó Musk, le permite a Tesla empaquetar las celdas de manera más densa.

    Esto conducirá a 370 piezas menos en los automóviles, lo que representa una reducción del 10 por ciento en la masa que debería hacer que los vehículos se sientan más ágiles.

    ¿Un Tesla de $ 25,000?

    98 ° salón del automóvil europeo

    Sjoerd van der Walimágenes falsas

    No es ningún secreto que los Teslas son un vehículo de lujo, y eso va en detrimento de las misiones ecológicas de la empresa. Aunque hay otros vehículos eléctricos de modelos masivos, desde el Nissan Leaf hasta el Chevy Bolt, el precio de cada uno de los autos de Tesla provoca la pérdida de clientes que, en cambio, pueden comprar un auto con motor de combustión interna.

    Entonces, el objetivo es crear un Tesla más asequible. Con las economías de escala esperadas que resultarán de la operación de la batería interna de Tesla, Musk dijo que el automóvil económico podría estar aquí más temprano que tarde.

    «Aproximadamente dentro de tres años, estamos seguros de que podemos hacer un vehículo eléctrico muy atractivo de $ 25,000 que también sea completamente autónomo», dijo.

    ¿A qué suma todo esto? No está exactamente claro. Mientras que los accionistas de Tesla que asistieron al evento del Día de la Batería en persona, en sus Teslas, tocaron la bocina como locos después de cada anuncio importante, los precios de las acciones de la compañía cayeron cuando el mercado abrió el miércoles.

    Pero por ahora, definitivamente no estamos conteniendo la respiración por ese Tesla barato.

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