Ancora una volta Tesla sta mostrando qual è la strategia più intelligente per raggiungere la massificazione delle auto elettriche. In Cina, Tesla utilizzerà due tipi di batteria molto diversi per la Model 3. Uno per offrire il costo più basso/maggiore disponibilità e un altro per offrire la migliore autonomia.
In questo articolo vedremo perché la nuova strategia di batteria di Tesla sarà probabilmente adottata da altre case automobilistiche.
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Questo è il tipo di articolo che mi piace scrivere, sarà lungo…
Iniziamo differenziando i prodotti chimici di batteria più diffusi oggi, per capire la scelta di Tesla.
Anodi
Gli anodi LTO sono solitamente combinati con i catodi NCM. Sono più adatti per ESS (Energy Storage Systems), poiché contribuiscono a rendere le batterie grandi, pesanti e costose. Tuttavia, sono estremamente sicuri e durevoli.
Ossido di titanato di litio ( LTO )
catodi
Per le auto elettriche l'obiettivo è stato quello di migliorare i catodi. Di solito sono accoppiati con anodi di grafite, ma più recentemente è stata utilizzata una miscela di grafite e silicio per ottenere una maggiore densità di energia. Tuttavia, l'uso del silicio ha il costo di ridurre la durata del ciclo, a causa del rigonfiamento dell'anodo.
Ferrofosfato di litio ( LFP )
Fosfato di litio ferro manganese ( LFMP )
Litio Nichel Cobalto Manganese (NCM 333 o 111)
Litio Nichel Cobalto Manganese (NCM 523)
Litio Nichel Cobalto Manganese (NCM 622)
Litio Nichel Cobalto Manganese (NCM 712)
Litio Nichel Cobalto Manganese (NCM 811)
Alluminio Litio Nichel Cobalto ( NCA )
Ora che conosci i principali vantaggi e svantaggi dei prodotti chimici delle batterie più popolari, è facile indovinare quali Tesla ha scelto per scopi diversi...
Gamma standard Tesla Model 3
Per la gamma standard Model 3 in Cina, Tesla utilizzerà LFP o LFMP celle della batteria da CATL. Non solo queste celle della batteria non richiedono cobalto, il che significa costi inferiori e maggiore disponibilità, ma non richiedono nemmeno un TMS (Thermal Management System) molto complesso, poiché sono molto sicure.
Ora, vediamo cosa aspettarci...
Con le celle della batteria LFP, Tesla può inserire nella Model 3 una batteria da 50 kWh per 4.000 euro che gestisce 4.000 cicli completi di carica/scarica prima di raggiungere l'EoL (End of Life). L'EoL viene raggiunta quando la batteria mantiene solo l'80% della sua capacità iniziale. Ciò significa che se da nuova la Tesla Model 3 Standard Range avesse un'autonomia media di 300 km, dopo 4.000 cicli e 1.080.000 km [(300 + 240) / 2 x 4.000] l'autonomia sarebbe ancora 240 km.
Ipotetico Batteria Tesla Model 3 LFP
Tesla Model 3 a lungo raggio
Per la Model 3 a lungo raggio in Cina, Tesla utilizzerà una chimica ad alto contenuto di nichel (NCM 712, NCM 811 o NCA), probabilmente di LG Chem. Queste celle della batteria offrono la migliore densità di energia, che consente una gamma più ampia. Tuttavia, richiedono ancora un po' di cobalto, il che li rende più costosi e con una disponibilità inferiore.
Ora, vediamo cosa aspettarci...
Celle della batteria NCM 811
Esempi:
Con le celle della batteria NCM 811, Tesla può inserire nella Model 3 una batteria da 75 kWh per 7.500 euro che gestisce 1.000 cicli completi di carica/scarica prima di raggiungere l'EoL (End of Life). L'EoL viene raggiunta quando la batteria mantiene solo l'80% della sua capacità iniziale. Ciò significa che se da nuova la Tesla Model 3 Long Range avesse un'autonomia media di 450 km, dopo 1.000 cicli e 405.000 km [(450 + 360) / 2 x 1.000] l'autonomia sarebbe ancora 360 km.
Ipotetico Batteria Tesla Model 3 NCM 811
Come puoi vedere, l'utilizzo di due diverse sostanze chimiche della batteria consente a Tesla di offrire ai propri clienti la scelta tra la migliore autonomia e il miglior costo. Inoltre, l'utilizzo di diversi fornitori e materie prime rende Tesla meno incline ad avere problemi di capacità di produzione della batteria. Questa strategia dovrebbe essere adottata da ogni casa automobilistica. Essere legati a fornitori e/o materie prime limitati non è molto saggio.
Nissan
Attualmente la Nissan LEAF è disponibile per l'ordine con due diversi pacchi batteria, ma entrambi utilizzano esattamente le stesse celle Envision AESC. Il pacco batteria da 40 kWh è composto da 192 celle (96s2p) NCM 523, mentre il pacco batteria da 62 kWh è composto da 288 celle (96s3p). Entro la fine dell'anno, Nissan dovrebbe passare alle celle della batteria NCM 811.
Volkswagen
La Volkswagen ID.3 sarà offerta con tre diverse capacità della batteria, la versione di fascia media utilizzerà le celle della batteria NCM 622, mentre la versione a lungo raggio utilizzerà il tipo NCM 811. C'è la possibilità che la versione della gamma standard utilizzi celle LFP, ma finora è solo una possibilità non confermata... Sarebbe fantastico avere almeno un'opzione batteria costruita con celle prive di cobalto, che sono realizzate con abbondanti materie prime - rendendo sono economici e altamente disponibili per aumentare la produzione.
La versione entry-level dell'ID.3 dovrebbe arrivare il prossimo anno e costerà meno di 30.000 euro. Con una batteria da 48 kWh (45 kWh utilizzabili) ottiene un'autonomia WLTP di 330 km. Se la Volkswagen inserisce una batteria LFP di CATL, sarà altamente redditizia e mi aspetto che la capacità di produzione sia molto elevata (potrebbe superare la Tesla Model 3).
Tabella di marcia dei costi della batteria di Volkswagen
Tuttavia, già quest'anno, anche se richiede ancora un po' di cobalto nelle celle della batteria, la Volkswagen prevede di raggiungere un costo in kWh inferiore a 100 euro (a livello di pacchetto), che è molto buono e probabilmente solo secondo a Tesla.
Riassumendo, fino a quando non avremo la batteria definitiva (alta densità di energia realizzata con abbondanti materie prime) ogni auto elettrica dovrebbe essere offerta con due diversi pacchi batteria. Uno realizzato con materie prime abbondanti ed economiche per offrire il miglior costo e disponibilità, e un altro pacco batteria più denso di energia per offrire la migliore gamma con un costo maggiore e una produzione limitata.
Ad esempio, con questa strategia la mia supermini elettrica preferita, la Renault ZOE potrebbe essere disponibile con una batteria LFP da 40 kWh e una batteria NCM 811 da 60 kWh. Con una batteria LFP da 40 kWh, la produzione della ZOE non solo costerebbe meno a Renault rispetto alla sua controparte a gas (la Clio), ma potrebbe anche raggiungere gli stessi livelli di produzione poiché le materie prime sono abbondanti.
Ipotetica batteria Renault ZOE LFP
Grazie alla sua eccellente durata del ciclo, questa opzione di batteria sarebbe perfetta da utilizzare con la tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G). In realtà, potrebbe essere l'unica chimica della batteria che rende finalmente razionale l'implementazione di V2G.
Ipotetico Batteria Renault ZOE NCM 811
La batteria più densa di energia dovrebbe essere considerata un'opzione premium e venduta con un margine di profitto più elevato.
Non vedo l'ora di vedere quale casa automobilistica sarà la prima a rendere disponibili le sue auto elettriche con un pacco batteria senza cobalto in Europa o Nord America. La mia ipotesi è quella che ha già legami con CATL, quindi probabilmente Tesla, Volkswagen o PSA. Cosa ne pensi?
