Тим Грив, директор GM по проектированию аккумуляторных элементов и стратегии электрификации, провел сегодня виртуальную пресс-конференцию, посвященную стратегии компании в области аккумуляторных батарей для электромобилей. Это было широкое информационное совещание, объясняющее подход General Motors к химии, конструкции ячеек и модулей, а также к массовому производству аккумуляторных батарей для электромобилей. «Категорически заявляю, мы считаем, что ячейка в форме мешка — это победитель», — сказал Грив.
В ходе совещания Грив подчеркнул предпочтение компании ячейкам в форме мешка, которые будут производиться в совместном предприятии с LG Chem в Огайо.
Как обсуждалось во время Дня электромобилей GM в марте, компания также переходит от никель-марганцево-кобальтовой химии к смеси NCMA. Буква A означает алюминий, что является ключом к снижению содержания кобальта до 70%. Несмотря на то, что химия разработана совместно с партнером LC Chem, она является собственностью GM. Tesla также сообщается, переходит на NCMA (с помощью LG Chem) для использования в Model 3, произведенных в Китае.
Сегодня Грив сказал:
Это гигантский шаг вперед на пути к недорогим аккумуляторам, который сохраняет производительность и запас хода. Мы сократили содержание кобальта в этих батареях на 70% по сравнению с теми, что установлены в нашем Bolt EV сегодня.
Возможно, новая информация заключается в том, что GM обеспечивает долгий срок службы батареи путем «допирования алюминием катодной структуры».
Мысли об объеме
Упрощение, модульность и оптимизация производства имеют первостепенное значение для высокоскоростного производства ячеек в больших объемах. Компания работает над сокращением времени формирования. Грив считает, что размер и форма ячейки в форме мешка имеют решающее значение.
Одна ячейка используется во всех наших применениях, во всех наших транспортных средствах, что гарантирует нам получение преимуществ от масштабов производства и качества. Так что можно представить себе, что это 100 ампер-часов, что является большим числом. Это примерно эквивалентно 20 маленьким цилиндрическим ячейкам, с которыми вы, возможно, знакомы.
Вместо того, чтобы сворачивать эти электроды и помещать их в отдельные банки, мы укладываем их плоско. И благодаря этой плоскостности мы затем очень надежно свариваем их прочными соединениями, получая один длинный мешок.
Это позволяет GM стратегически размещать мешки в зависимости от применения. Их можно располагать вертикально для высокопосадочного пикапа или горизонтально в низком спортивном автомобиле.
Грив заявил, что такой модульный, штабелируемый подход также обеспечивает наилучшее размещение в пространстве для ног электромобилей. По словам Грива, только в пространстве для ног одного из их электромобилей можно разместить 22 киловатт-часа энергии с использованием техники горизонтального штабелирования.
Рендер завода GM-LG Chem в Лордстауне, Огайо
Батарейный завод в Огайо размером с 30 футбольных полей. Несмотря на размеры, Грива спросили о 30 гигаватт-часах мощности GM в Лордстауне. Расчеты показывают, что производство 1 миллиона электромобилей позволит обеспечить лишь среднюю выходную мощность для аккумуляторов емкостью 30 кВт·ч.
Грив заявил, что завод может увеличить свою мощность, даже удвоить выпуск, за счет таких мер, как расширение объекта и ускорение работы линий.
Он подтвердил, что в Огайо будут производиться только ячейки в форме мешка, в то время как призматические будут производиться в Китае для электромобилей компании, продаваемых на этом рынке.
Другие затронутые темы включали:
- Прогресс в так называемых прорывных инновациях. Грив сказал: «Я уверен, что наши настоящие прорывные инновации появятся раньше, чем кто-либо ожидал». Грив перечислил ряд разработок, включая электролиты следующего поколения для аккумуляторов с миллионным пробегом, твердотельные аноды из литиевого металла, химические составы без кобальта и улучшенные сепараторы.
- Простота обслуживания. Ячейки с различными химическими составами и модули различных размеров, а также будущие аккумуляторные компоненты будут взаимозаменяемы в одном блоке. Беспроводная система связи в блоке позволит дилерским центрам смешивать и подбирать компоненты, обновляя один проблемный модуль вместо замены всего блока.
Грив ответил на вопрос о том, насколько GM учитывает возможность переработки или повторного использования ячеек из своих электромобилей. Он снова ответил, расхваливая конструкцию ячеек в форме мешка.
Прелесть ячейки в форме мешка в том, что у нее есть положительная и отрицательная сторона, и у нее есть две вкладки, которые соединены или сварены с электродами.
В этом мешке сложено 20 и более плюсов и минусов. И поэтому основополагающей стратегией было задаться вопросом: как можно разобрать это и не смешать катод и анод так, чтобы пришлось проводить какой-то химический процесс для их разделения?
Вы можете разобрать эту ячейку в форме мешка очень легко. Вы берете две вкладки и тянете их. И ваш катод оказывается в правой руке, а анод — в левой. И теперь вы обеспечили низкозатратную переработку.