Jak fungují baterie ve vozech Tesla

Tesla má v současné době
dva velké problémy. Jedním jsou baterie a druhým jsou
výrobní stroje pro Model 3. Kdyby byly tyto problémy vyřešeny, mohla by továrna ve Fremontu
využívat svou plnou kapacitu a místo deseti aut za týden
by vyráběla pět tisíc. Dnes bych tedy chtěl mluvit
o Tesle a jejích bateriích. Pokusím se vám vysvětlit, co se děje uvnitř
naší milované Tesly – auta budoucnosti. Začněme od úplných základů.

Většina baterií se skládá ze tří částí –
anody, katody a elektrolytu. Baterie skladují a uvolňují energii
pomocí přesunu elektronů. Obvykle ze záporně nabité anody
na kladně nabitou katodu, když chceme napájet zařízení. Nabíjení Tesly připomíná
zdvihání předmětů. Nabíjení si můžete představit
jako zdvihání elektronů. Když je nabíjení dokončeno,
elektrony mají hodně potenciální energie a mají tendenci opět klesat.

Tento proces probíhá,
když řídíte vaši Teslu. Elektrony uvolňují uloženou
potenciální energii a tím pohání motory. Motory roztočí kola a auto se pohybuje. Zdá se to velice jednoduché, ale snadněji se to říká, než dělá. Tesla používá dva typy
lithium-iontových baterií. To jsou baterie typu 18650 a 2170. Jejich jména jsou odvozena
od jejich rozměrů, baterie 18650 mají
18 milimetrů v průměru a jsou 65 milimetrů dlouhé.

Totéž platí u baterií 2170. Když vám někdo řekne, že baterie 2170 jsou
prostě lepší než 18650, tak je prostě mimo. Nicméně nejnovější Tesly
využívají baterie 2170 kvůli rozměrům
a vyšší energetické kapacitě.

Dávají mnohem větší smysl
z hlediska ceny, kapacity, životnosti atd. Toto může znamenat rychlejší nabíjení,
vyšší dojezd a lepší životnost auta. Mnoho lidí si myslí, že baterie
v elektroautech jsou stejné jako baterie v mobilech,
ale to není vůbec pravda. Pamatujete si na anodu,
katodu a elektrolyt? Ve všech lithium-iontových bateriích
je anoda z grafitu a elektrolyt z lithiových iontů. Nicméně materiál, ze kterého je katoda,
se značně liší od výrobce k výrobci.

Tento obrázek to vysvětluje. Jako u svých ostatních videí
se nechci pouštět do vědeckých vysvětlení, ale je důležité poznamenat,
že jednou z velkých výhod Tesly na trhu s elektromobily jsou právě baterie. Na prezentaci, kde Musk odhalil
Tesla Semi a nový Roadster, byly představeny úžasné produkty, které zjevně využívají
přelomové bateriové technologie. Musk se k této spekulaci nevyjádřil,
ale propočty ukazují, že rychlost nabíjení by se mohla
pohybovat v megawattech, což je desetkrát rychlejší
než současné Superchargery.

Nejde však jen o parametry baterií,
důležitá je také jejich výroba. Technologie je jedna věc
a její realizace je zase další. Přesně na tom pracuje
Gigafactory v Nevadě. Diváci tohoto kanálu budou zajisté vědět o výrobních problémech,
které Teslu v poslední době trápí. Jedná se však o krátkodobé problémy.

Tesla se k ceně baterií
naposledy vyjádřila v dubnu 2016, když viceprezident pro vztahy s investory
potvrdil cenu 190 dolarů za kWh. Když započítáme úspory z rozsahu,
vertikální integraci a zlepšené využití surovin, tak by mohla Gigafactory snížit náklady
na každou Teslu o několik tisíc dolarů. Díky tomu má Tesla slibnou budoucnost. Mluví se o cenách pod sto dolarů za kWh
do konce desetiletí. Toto video je ale
o všech bateriích Tesla, takže bych neměl mluvit
jen o bateriích v autech, ale i o bateriích
pro Powerwally a Powerpacky, které se v mnoha případech osvědčily.

Jen tento rok postavila Tesla
masivní úložiště energie v Austrálii, Portoriku, Kalifornii atd. Všechny tyto projekty řeší
lokální problémy s elektřinou. Stojí za zmínku, že Powerwall
využívá jiné baterie než auta. Auta využívají baterie typu NCA,
zatímco Powerwall využívá typ NMC.

Důvodem jsou jejich rozdílné vlastnosti. Typ NCA je lepší pro rychlé nabíjení,
zatímco NMC jsou ekonomičtější. Mnoho z nás ví, že baterie Tesla
18650 i 2170 jsou válcovitého tvaru, ale to není jediný tvar,
se kterým se můžete setkat. Například Nissan Leaf a Chevrolet Volt
mají ploché baterie namísto válcovitých. Vedoucí pozice Tesly na trhu
s elektromobily plyne z toho, že se hodně soustředí
na výzkum a vývoj. Klíčové technologie Tesly
se ale nedají snadno okopírovat.

Přesné parametry neznáme,
ale oficiální plán předpokládá, že Gigafactory dosáhne
roční výrobní kapacity baterií 50 GWh. Plná výrobní kapacita Gigafactory
se pohybuje kolem 150 GWh, což stačí na výrobu asi
1,5 milionu elektroaut. Budoucnost baterií
pro elektroauta je ve hvězdách, ale nevypadá to, že by Tesla
v blízké době baterie výrazně měnila. Díky mnoha možnostem je však budoucnost
pozitivní pro elektroauta a soběstačnost. V posledních letech jsou nejvíce
zmiňovanými alternativami baterie s pevným elektrolytem
a lithium-vzduchové baterie.

Navíc se mluví o sodíkovo-iontových
bateriích, které budou mnohem levnější než lithium-iontové baterie díky
hojnosti materiálů na jejich výrobu. Těchto alternativ se však nedočkáme
v blízké budoucnosti, nýbrž třeba za deset či dvacet let. Překlad: Max Klimeš
Korekce: Petr Melechin
www.elonx.cz