Inginerii Toshiba au creat o nouă baterie, care se încarcă în 6 minute până la 80% şi poate rezista până la 10 milioane km

Inginerii japonezi erau cândva consideraţi cei mai pricepuţi în electronică, microelectronică şi baterii, iar Toshiba a fost decenii la rând un nume emblematic în această industrie, fiind prezentă în multiple domenii, aşa cum se întâmplă frecvent cu companiile mari din Japonia. În ultimii ani, însă, cele mai multe ştiri impresionante despre noi avansări tehnologice în lumea bateriilor vin din China, iar japonezii rămăseseră un pic în umbră. Totuşi, acum câţiva ani, inginerii Toshiba au creat un nou tip de baterie, numită SCiB, pe care au perfecţionat-o cu o viteză uimitoare în câteva iteraţii, iar acum au ajuns să lanseze o baterie cu parametri de-a dreptul fascinanţi, care promite să reziste până la 10 milioane km parcurşi şi care poate fi încărcată până la 80% în doar 6 minute.

Numele SCiB la Toshiba se descifrează ca Super Charge Ion Battery şi a fost creată cu ideea de a pute oferi putere de încărcare excepţional de mare, de clasa ultra-fast charge, să poată opera într-o gamă foarte mare de temperaturi, de la -30 la +60 grade Celsius, şi de a avea o durată de viaţă foarte lungă.

Sună ca performanţe despre care auzim de obicei în raport cu bateriile cu stare solidă, însă în acest caz bateria nu e una cu electrolit solid, ci lichid. Compoziţia chimică, însă, e diferită, fiind una bazată pe LTO, sau titanat de litiu, compus din oxid de titan şi litiu.

Compoziţia LTO e una adorată de inginerii niponi încă de pe vremea primului Mitsubishi i-MiEV, întrucât aceştia adorau capacitatea acestei baterii de a putea fi încărcată mult mai repede şi durata de viaţă mare. Însă până acum aceste baterii au generat şi scepticism în lumea auto, din cauza densităţii energetice mai mici, fiind nevoie de baterii mai mari şi mai grele pentru a atinge capacitatea de stocare dorită în raport cu obişnuitul litiu-ion NMC sau chiar LFP.

Inginerii Toshiba nu menţionează deocamdată densitatea energetică a noii lor baterii, lăsând pe de o parte să se înţeleagă că ea nu va fi tocmai uimitoare, întrucât o sugerează şi pentru aplicaţi de trenuri electrice, nave şi centrale de baterii, iar pe de altă parte sugerează, totuşi, că ea poate fi potrivită şi pentru maşinile electrice.

O viteză de încărcare de 6 minute până la 80% înseamnă o putere medie de încărcare de 8C în acest interval de timp. Toshiba menţionează că noua baterie SCiB e concepută la nivel de celulă care poate fi configurată în module şi baterii oricât de mare se doreşte, la bază stând aceeaşi celulă. Iar raportul de 8C rămâne valabil la orice dimensiune, însemnând că puterea medie de încărcare în kW, în intervalul 0-80%, va fi de 8 ori mai mare decât cifra capacităţii de stocare a bateriei în kWh. Spre exemplu, la o baterie de 75 kWh, puterea medie de încărcare va fi de 8x75, sau 600 kW. La o putere medie de 600 kW, în fiecare minut în baterie se vor pune 10 kWh de electricitate, ia în cele 6 minute menţionate se vor pune 60 kWh, ceea ce constituie 80% din 75 kWh ai bateriei.

Desigur, toate aceste cifre devin mai mari la o baterie de 100 kWh, spre exemplu, care ar putea accepta 800 kW putere de încărcare, şi ar avea acelaşi timp de 6 minute de încărcare.

Durata de viaţă promisă de inginerii Toshiba e exprimată în cicluri, fiind garantat că la 20.000 de cicluri, bateria îşi va păstra minim 70% din capacitate. Standardele de transpunere a ciclurilor în kilometri pentru maşini în industria electrică transpun un ciclu ca 500 km, prezumându-se că la maşinile cu asemenea baterii performante încărcarea medie ar fi o dată la 500 km. Iar de aici apare şi parcursul de 10.000.000 km pentru cele 20.000 cicluri.

Noi suntem convinşi că în viaţa reală frecvenţa încărcării, chiar şi la maşini cu o autonomie bună, e cam de o dată la 250-300 km în mediu, iar cele 20.000 cicluri s-ar traduce în 5-6 milioane km. Dar asta ar însemna oricum că noua baterie Toshiba ar trebui să reziste toată durata de viaţă a maşinii, oricât de multe milioane de km şi-ar dori cineva să facă, pentru că în lume există deocamdată doar un caz al unui Volvo care a trecut de 5 milioane km oficial şi documentat.

Aşadar, singura necunoscută în noua baterie Toshiba rămâne parametrul esenţial al densităţii energetice, atât în greutate, cât şi în volum, pentru că de el depinde cât de aplicabilă ar fi bateria pe maşini electrice reale.

Iteraţiile precedente ale bateriei SCiB aveau o densitate energetică de 95-110 Wh/kg, deci ar trebui să prezumăm că noua iteraţie ar urma să aducă un progres de minim 115-130 Wh/kg. Asta înseamnă, însă, că o baterie de 75 kWh ar trebui să cântărească între 576 şi 652 kg, fără a lua în calcul sistemul de răcire al bateriei. E o greutate mai mare decât bateriile litiu-ion performante actuale, şi tocmai de asta ar putea fi mai utilizabilă acolo unde greutatea bateriei nu e atât de critică. Însă acest calcul se bazează doar pe presupunerea noastră despre cifra densităţii energetică, care va fi anunţată oficial în primele zile ale lunii iulie, şi abia atunci vom putea să facem calcule exacte.

Totuşi, partea frumoasă e că tot ce vorbim aici reprezintă o baterie de producţie, nu o elaborare experimentală. Toshiba deja produce baterii SCiB în iteraţii anterioare şi urmează să producă noua iteraţie după debutul oficial. Iar judecând după faptul că în ultimii ani inginerii Toshiba fac o nouă iteraţie la fiecare 10-12 luni, chiar dacă acum parametrii nu vor fi genial în densitate gravimetrică, aceşti parametrii ar putea fi oricum foarte curând atinşi.

Iar până atunci bateria poate fi folosită în multe alte aplicaţii, precum bateriile centralelor de reţea, unde greutatea nu e critică. Acolo, 20.000 cicluri poate echivala cu 20.000 zile, ceea ce înseamnă o durată de viaţă de aproape 55 de ani! Iar la putere de încărcare de 8C, o asemenea centrală ar putea absorbi şocuri imense de reţea, aducând un echilibru preţios în sistem şi făcând imun în faţa oricăror fluctuaţii. E clar, deci, că aceste noi baterii Toshiba au deja baterii parametrii excepţionali, cei puţini la doi parametri esenţiali.