Ostateczna strategia GM dotycząca akumulatorów do pojazdów elektrycznych kopiuje chiński podręcznik: supertanie ogniwa

General Motors właśnie ogłosiło swój najnowszy i prawdopodobnie ostatni element trzyelementowej strategii dotyczącej chemii ogniw, która ma na celu zasilenie gamy dwunastu samochodów elektrycznych GM do końca dekady i w dalszej perspektywie.

GM ogłosił dziś, że rozpocznie produkcję tanich ogniw litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP) w Spring Hill w stanie Tennessee pod koniec 2027 roku. Konwersja linii ogniw do produkcji tego związku chemicznego rozpocznie się jeszcze w tym roku. Zakład produkcji ogniw w kompleksie Spring Hill jest własnością Ultium Cells, spółki joint venture GM z LG Energy Solution, zajmującej się produkcją akumulatorów. W tym samym kompleksie znajduje się również zakład montażowy GM, w którym produkowane są elektryczne SUV-y Cadillac Lyriq i Acura ZDX.

Pod kierownictwem Kurta Kelty'ego, wiceprezesa GM ds. akumulatorów, napędów i zrównoważonego rozwoju, firma odeszła od dotychczasowej strategii „jednego ogniwa do wszystkich pojazdów elektrycznych”. Kelty został zatrudniony w lutym 2024 roku po okresie pracy w firmach Tesla i Panasonic i cieszy się dużym szacunkiem w branży.

Oczekuje się, że ogniwa LFP produkowane przez Ultium zostaną wykorzystane w zmodernizowanym modelu Chevrolet Bolt EV z 2026 roku, którego premiera odbędzie się w ciągu dwóch do trzech miesięcy. Produkcja rozpocznie się w fabryce w Kansas jeszcze w tym roku. Przez pierwsze dwa lata firma będzie musiała korzystać z ogniw LFP importowanych z innej fabryki LG – potencjalnie z Korei Południowej. Import ten pozwoli GM wprowadzić na amerykańskie drogi niedrogie baterie żelazowo-fosforanowe na trzy lata przed wprowadzeniem kolejnej technologii ogniw, zwanej LMR , która – jak twierdzi producent – kosztuje nie więcej niż LFP, ale charakteryzuje się wyższą gęstością energetyczną.

Mimo to przekształcenie zakładu (za nieokreślone koszty) w zakład produkujący ogniwa LFP sugeruje, że będą one wykorzystywane w produkcji jeszcze przez jakiś czas.

Jak dotąd wszystkie pojazdy elektryczne GM po modelu Chevrolet Bolt EV z lat 2017-2023 korzystały z ogniw niklowo-manganowo-kobaltowo-aluminiowych (NMCA). Ogniwa te charakteryzują się największą energią w danej objętości, ale są również najdroższe ze względu na zawartość niklu i kobaltu. Opóźnienia w produkcji modułów Ultium, w których znajdują się te ogniwa, wydłużyły dostawy modeli elektrycznych GM o 12 do 18 miesięcy, od końca 2022 roku do początku 2024 roku. (Sprzedaż pojazdów elektrycznych GM stale rośnie od trzech kwartałów, co sugeruje, że te problemy mogą być już przeszłością).

W maju tego roku Ultium ogłosiło drugą chemię ogniw , którą nazywa „litowo-manganowo-bogatą” lub LMR. Firma twierdzi, że chemia LMR zapewnia o jedną trzecią większą gęstość energii niż taka sama objętość ogniw litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP) – przy porównywalnym koszcie ogniwa – i obniży koszty produkcji największych ciężarówek i SUV-ów elektrycznych Ultium. Pojazdy Cadillaca, Chevroleta i GMC wykorzystują gigantyczne pakiety akumulatorów o pojemności od 109 do 205 kilowatogodzin.

Pierwsze ogniwa LMR zjadą z linii pilotażowej w 2027 roku; pełna produkcja seryjna planowana jest na 2028 rok w zakładzie Ultium, którego danych Ultium nie ujawniło. Ponieważ Spring Hill ma teraz produkować ogniwa LFP, wydaje się prawdopodobne, że ogniwa LMR będą pochodzić z drugiego zakładu Ultium Cells, który jest obecnie w produkcji – w Warren w stanie Ohio.

Dodanie fosforanu litu dopełnia gamę chemikaliów, które GM prawdopodobnie będzie stosować w swoich pojazdach elektrycznych od tego roku do początku lat 30. XXI wieku. Dotyczy to przynajmniej tych produkowanych poza Chinami; różne modele produkowane w Chinach od dawna zawierają chemikalia LFP, dominujące w tym kraju.

Znaczna część własności intelektualnej związanej z chemikaliami LFP jest własnością firm chińskich, co przysporzyło problemów Fordowi, który stara się dodać ogniwa LFP do przyszłych modeli samochodów elektrycznych. Rzecznik GM powiedział WIRED, że żadna własność intelektualna dotycząca ogniw LFP, które firma będzie produkować we współpracy z partnerem LG Energy Solution, nie jest własnością żadnego chińskiego podmiotu.

Podczas gdy dotychczasowe ogniwa NMCA firmy GM były w formacie saszetkowym, jej technologia LMR ma być oparta na większych ogniwach pryzmatycznych umieszczonych w nowym, większym module. GM nie określił formatu ogniw swoich przyszłych ogniw LFP ani nie skomentował modułu, w którym będą się one mieścić. Moduły będą jednak prawdopodobnie mniejsze niż nowe, bardzo duże moduły opracowane dla większych ogniw LMR – które mogą być lepiej dostosowane do ogromnego zestawu ciężarówek niż do kompaktowego samochodu ekonomicznego, takiego jak zmodernizowany Bolt EV.

Kelty powiedział, że stosowanie różnych chemikaliów i formatów modułów do różnych zastosowań pozwala firmie dopracować strategię dotyczącą akumulatorów. Pozwala to również obniżyć koszty tam, gdzie firma uzna to za stosowne. Akumulator pojazdu elektrycznego jest zdecydowanie najdroższym elementem, a jedyną nadzieją na wyrównanie cen pojazdów elektrycznych w salonach jest znaczne obniżenie tych kosztów.

Chociaż nabywcy samochodów w Ameryce Północnej będą mogli zapoznać się z nowymi ogniwami LFP w przyszłych samochodach elektrycznych marki Chevrolet należącej do General Motors, a być może także innych, produkcja w USA przyniesie korzyści również drugiemu partnerowi, Ultium. Nowe linie produkcyjne „przyspieszą nasze wysiłki na rzecz dostarczania nowych chemikaliów i formatów, które skutecznie zaspokoją niezaspokojone potrzeby rynku pojazdów elektrycznych” – powiedział Wonjoon Suh, wiceprezes wykonawczy i szef działu zaawansowanych akumulatorów samochodowych w LG Energy Solution.

Rywal GM, Ford, również dąży do budowy własnej fabryki LFP i uruchomienia produkcji w Marshall w stanie Michigan, za pośrednictwem swojego zakładu produkującego akumulatory Blue Oval. Zakład ten spotkał się jednak ze sprzeciwem zarówno ze strony mieszkańców okolicy , jak i polityków stanowych i krajowych z powodu umowy Forda o licencjonowaniu własności intelektualnej ogniw od największego na świecie producenta ogniw do pojazdów elektrycznych, chińskiej firmy Contemporary Amperex Technology (CATL ).

Ford również zapowiedział, że wykorzysta ogniwa LMR w przyszłych pojazdach elektrycznych „w ciągu tej dekady” – poinformował pod koniec kwietnia w poście na LinkedIn Charles Poon, globalny dyrektor ds. inżynierii napędów elektrycznych. GM określił jednak datę produkcji na 2028 rok.