El problema del envejecimiento está en todas partes. Ahora le toca el turno al sector de las baterías.
Un gran número de baterías de vehículos de nueva energía verán expirada su garantía en los próximos ocho años, y es urgente resolver el problema de la duración de las baterías. Recientemente, Li Bin, presidente y director ejecutivo de NIO, ha advertido en repetidas ocasiones que, si este problema no se gestiona adecuadamente, se incurrirá en enormes gastos para solucionar los problemas posteriores.
Para el mercado de baterías de energía, este año es especial. En 2016, mi país implementó una política de garantía de 8 años o 120.000 kilómetros para baterías de vehículos de nueva energía. Actualmente, las baterías de vehículos de nueva energía adquiridas durante el primer año de la póliza están llegando al final del período de garantía. Los datos muestran que, en los próximos ocho años, más de 19 millones de vehículos de nueva energía ingresarán gradualmente al ciclo de reemplazo de baterías.
Para las empresas automovilísticas que quieran entrar en el negocio de las baterías, este es un mercado que no pueden perderse.
En 1995, salió de la línea de montaje el primer vehículo de nueva energía de mi país: un autobús totalmente eléctrico llamado "Yuanwang". En los últimos 20 años, la industria de vehículos de nueva energía de mi país ha experimentado un lento desarrollo.
Debido a que el ruido es demasiado bajo y se trata principalmente de vehículos en funcionamiento, los usuarios aún no han podido disfrutar de las normas nacionales unificadas de garantía para el componente esencial de los vehículos de nueva energía: la batería. Algunas provincias, ciudades o compañías automotrices también han formulado normas de garantía para baterías de alta potencia, la mayoría de las cuales ofrecen una garantía de 5 años o 100 000 kilómetros, pero su validez no es sólida.
No fue hasta 2015 que las ventas anuales de vehículos de nuevas energías en mi país comenzaron a superar las 300.000 unidades, convirtiéndose en una fuerza imperdible. Además, el Estado ofrece políticas de "dinero real", como subsidios a nuevas energías y exenciones del impuesto sobre las compras, para promover el desarrollo de nuevas energías, y las empresas automotrices y la sociedad también colaboran.
En 2016, se implementó la política nacional unificada de garantía de baterías. El período de garantía de 8 años o 120.000 kilómetros es mucho mayor que el de 3 años o 60.000 kilómetros del motor. En respuesta a esta política y considerando la expansión de las ventas de nuevas energías, algunas compañías automotrices han extendido el período de garantía a 240.000 kilómetros o incluso a una garantía de por vida. Esto equivale a dar una garantía a los consumidores que desean comprar vehículos de nuevas energías.
Desde entonces, el mercado de nuevas energías de mi país ha entrado en una etapa de crecimiento a doble velocidad, con ventas que superaron el millón de vehículos por primera vez en 2018. El año pasado, el número acumulado de vehículos de nuevas energías con garantías de ocho años alcanzó los 19,5 millones, un aumento de 60 veces respecto a hace siete años.
En consecuencia, entre 2025 y 2032, el número de vehículos de nueva energía con garantías de batería vencidas también aumentará año tras año, pasando de los 320.000 iniciales a 7,33 millones. Li Bin señaló que, a partir del próximo año, los usuarios se enfrentarán a problemas como baterías fuera de garantía, la diferente vida útil de las baterías de los vehículos y los elevados costes de sustitución.
Este fenómeno será más evidente en los primeros lotes de vehículos de nueva energía. En aquel entonces, la tecnología de las baterías, los procesos de fabricación y los servicios posventa no estaban lo suficientemente desarrollados, lo que resultaba en una baja estabilidad del producto. Alrededor de 2017, surgieron noticias de incendios de baterías de alta potencia uno tras otro. El tema de la seguridad de las baterías se ha convertido en un tema candente en la industria y también ha afectado la confianza de los consumidores en la compra de vehículos de nueva energía.
Actualmente, en la industria se considera que la vida útil de una batería suele ser de entre 3 y 5 años, y la de un automóvil suele superar los 5 años. La batería es el componente más caro de un vehículo de nueva energía, representando generalmente alrededor del 30 % del costo total del vehículo.
NIO proporciona información sobre el costo de las baterías de repuesto posventa para algunos vehículos de nueva energía. Por ejemplo, la capacidad de la batería de un modelo eléctrico puro, denominado "A", es de 96,1 kWh, y el costo de reemplazo de la batería alcanza los 233.000 yuanes. Para dos modelos de autonomía extendida con una capacidad de batería de aproximadamente 40 kWh, el costo de reemplazo de la batería supera los 80.000 yuanes. Incluso para modelos híbridos con una capacidad eléctrica de no más de 30 kWh, el costo de reemplazo de la batería se acerca a los 60.000 yuanes.
"Algunos modelos de fabricantes amigos han recorrido un millón de kilómetros, pero tres baterías se dañaron", dijo Li Bin. El costo de reemplazar tres baterías ha superado el precio del propio auto.
Si el costo de reemplazar una batería se convierte en 60.000 yuanes, los 19,5 millones de vehículos de nueva energía cuya garantía de batería expirará en ocho años crearán un nuevo mercado de un billón de dólares. Desde las empresas de minería de litio upstream hasta las empresas de baterías de energía midstream, las empresas de vehículos midstream y downstream, y los distribuidores de posventa, todos se beneficiarán de esto.
Si las empresas quieren obtener más del pastel, tienen que competir para ver quién puede desarrollar una nueva batería que pueda capturar mejor los "corazones" de los consumidores.
En los próximos ocho años, casi 20 millones de baterías de vehículos entrarán en el ciclo de reemplazo. Las compañías de baterías y de automóviles quieren apoderarse de este "negocio".
Al igual que el enfoque diversificado para el desarrollo de nuevas energías, muchas empresas también han declarado que la tecnología de baterías adopta diseños multilínea, como las de fosfato de hierro y litio, litio ternario, fosfato de hierro y litio-manganeso, estado semisólido y estado totalmente sólido. Actualmente, las baterías de fosfato de hierro y litio y las ternarias de litio son las más utilizadas, representando casi el 99 % de la producción total.
Actualmente, la atenuación de la batería estándar de la industria nacional no puede superar el 20 % durante el período de garantía y requiere que la atenuación de la capacidad no supere el 80 % después de 1000 ciclos completos de carga y descarga.
Sin embargo, en la práctica, es difícil cumplir con este requisito debido a los efectos de la carga y descarga a bajas y altas temperaturas. Los datos muestran que, actualmente, la mayoría de las baterías solo tienen un 70 % de vida útil durante el período de garantía. Una vez que la vida útil de la batería cae por debajo del 70 %, su rendimiento se reduce significativamente, la experiencia del usuario se ve gravemente afectada y surgen problemas de seguridad.
Según Weilai, la disminución de la duración de la batería se relaciona principalmente con los hábitos de uso de los propietarios de vehículos y los métodos de almacenamiento, de los cuales este último representa el 85 %. Algunos profesionales señalaron que muchos nuevos usuarios de energía están acostumbrados a usar la carga rápida para recargar energía, pero el uso frecuente de esta acelera el envejecimiento de la batería y acorta su vida útil.
Li Bin cree que 2024 es un año crucial. «Es necesario formular un mejor plan de vida útil de las baterías para los usuarios, toda la industria e incluso toda la sociedad».
En cuanto al desarrollo actual de la tecnología de baterías, el diseño de baterías de larga duración es más adecuado para el mercado. Las llamadas baterías de larga duración, también conocidas como "baterías sin atenuación", se basan en baterías líquidas existentes (principalmente baterías ternarias de litio y baterías de carbonato de litio) con mejoras nanométricas en los materiales de los electrodos positivo y negativo para retrasar la degradación de la batería. Es decir, al material del electrodo positivo se le añade un "agente de reposición de litio" y al material del electrodo negativo se le añade silicio.
El término industrial es "dopaje de silicio y reposición de litio". Algunos analistas afirman que durante el proceso de carga de nuevas energías, especialmente si se utiliza con frecuencia la carga rápida, se produce una "absorción de litio", es decir, se pierde litio. La suplementación con litio puede prolongar la vida útil de la batería, mientras que el dopaje de silicio puede acortar el tiempo de carga rápida.
De hecho, empresas relevantes están trabajando arduamente para mejorar la duración de las baterías. El 14 de marzo, NIO presentó su estrategia de baterías de larga duración. En la reunión, NIO presentó que el sistema de batería de ultra alta densidad energética de 150 kWh que desarrolló tiene una densidad energética superior al 50% manteniendo el mismo volumen. El año pasado, Weilai ET7 se equipó con una batería de 150 grados para pruebas reales, y la duración de la batería CLTC superó los 1000 kilómetros.
Además, NIO ha desarrollado un sistema de batería de difusión de calor con celdas CTP de empaque suave de 100 kWh y un sistema de batería híbrida ternaria de hierro-litio de 75 kWh. La celda cilíndrica de gran tamaño, con una resistencia interna máxima de 1,6 miliohmios, tiene una capacidad de carga de 5 C y puede durar hasta 255 km con una carga de 5 minutos.
NIO afirmó que, gracias al amplio ciclo de reemplazo de baterías, esta puede mantener un 80 % de vida útil después de 12 años, lo que supera el promedio de la industria, que se mantiene en un 70 % en 8 años. Actualmente, NIO se ha asociado con CATL para desarrollar conjuntamente baterías de larga duración, con el objetivo de alcanzar un nivel de vida útil no inferior al 85 % al final de su vida útil en 15 años.
Previamente, CATL anunció en 2020 el desarrollo de una "batería de atenuación cero" capaz de alcanzar dicha atenuación en 1500 ciclos. Según fuentes cercanas al tema, la batería se ha utilizado en proyectos de almacenamiento de energía de CATL, pero aún no hay novedades en el ámbito de los vehículos de pasajeros de nuevas energías.
Durante este período, CATL y Zhiji Automobile construyeron conjuntamente baterías de energía utilizando tecnología "suplementada con litio dopado con silicio", afirmando que pueden lograr una atenuación cero y "nunca combustión espontánea" durante 200.000 kilómetros, y la densidad máxima de energía del núcleo de la batería puede alcanzar los 300 Wh/kg.
La popularización y promoción de las baterías de larga duración tiene cierta importancia para las empresas automovilísticas, los nuevos usuarios de energía e incluso toda la industria.
En primer lugar, para las compañías automotrices y los fabricantes de baterías, esto aumenta la capacidad de negociación en la lucha por establecer el estándar de baterías. Quien primero desarrolle o aplique baterías de larga duración tendrá más influencia y ocupará primero más mercados. En particular, las empresas interesadas en el mercado de reemplazo de baterías están aún más interesadas.
Como todos sabemos, mi país aún no ha desarrollado un estándar modular unificado para baterías. Actualmente, la tecnología de reemplazo de baterías es el campo de prueba pionero para la estandarización de baterías de energía. Xin Guobin, viceministro del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, declaró en junio del año pasado que estudiaría y compilaría un sistema estándar para la tecnología de reemplazo de baterías y promovería la unificación del tamaño de las baterías, la interfaz de reemplazo de baterías, los protocolos de comunicación y otros estándares. Esto no solo promueve la intercambiabilidad y la versatilidad de las baterías, sino que también ayuda a reducir los costos de producción y a mejorar la eficiencia.
Las empresas que aspiran a ser pioneras en el mercado de reemplazo de baterías están intensificando sus esfuerzos. Por ejemplo, NIO, gracias a la gestión y programación de big data de baterías, ha ampliado la vida útil y el valor de las baterías en el sistema existente. Esto permite ajustar los precios de los servicios de alquiler de baterías BaaS. En el nuevo servicio de alquiler de baterías BaaS, el precio del paquete de baterías estándar se ha reducido de 980 a 728 yuanes al mes, y el del paquete de baterías de larga duración se ha ajustado de 1680 a 1128 yuanes al mes.
Algunas personas creen que la construcción de una cooperación en el intercambio de poder entre pares está en línea con las directrices políticas.
NIO es líder en el campo del intercambio de baterías. El año pasado, Weilai se incorporó al estándar nacional de reemplazo de baterías "Elija uno de cuatro". Actualmente, NIO ha construido y operado más de 2300 estaciones de intercambio de baterías en el mercado global y ha atraído a Changan, Geely, JAC, Chery y otras compañías automotrices a su red de intercambio de baterías. Según informes, la estación de intercambio de baterías de NIO realiza un promedio de 70 000 intercambios de baterías al día y, hasta marzo de este año, ha proporcionado a los usuarios 40 millones de intercambios de baterías.
El lanzamiento de baterías de larga duración por parte de NIO lo antes posible puede estabilizar su posición en el mercado del intercambio de baterías y, además, consolidar su posición como referente en este tipo de intercambio. Al mismo tiempo, la popularidad de las baterías de larga duración ayudará a las marcas a aumentar sus primas. Una fuente cercana comentó: «Actualmente, las baterías de larga duración se utilizan principalmente en productos de alta gama».
Para los consumidores, si se producen e instalan baterías de larga duración en masa en los automóviles, generalmente no necesitan pagar por el reemplazo de la batería durante el período de garantía, lo que permite lograr la misma vida útil del automóvil y la batería. Esto también puede considerarse una reducción indirecta de los costos de reemplazo de la batería.
Aunque el manual de garantía de vehículos de nueva energía enfatiza que la batería se puede reemplazar sin costo durante el período de garantía, una persona familiarizada con el tema comentó que el reemplazo gratuito de la batería está sujeto a ciertas condiciones. "En la práctica, rara vez se ofrece un reemplazo gratuito, y este se rechaza por diversas razones". Por ejemplo, una marca especifica un alcance fuera de la garantía, uno de los cuales es el "uso del vehículo". Durante el proceso, la descarga de la batería es un 80 % superior a su capacidad nominal.
Desde esta perspectiva, las baterías de larga duración son ahora un negocio prometedor. Sin embargo, aún no se ha determinado cuándo se popularizarán a gran escala. Al fin y al cabo, se puede hablar de la teoría de la tecnología de reposición de litio dopado con silicio, pero aún requiere verificación de procesos y pruebas a bordo antes de su aplicación comercial. «El ciclo de desarrollo de una tecnología de baterías de primera generación durará al menos dos años», declaró un experto del sector.
Hora de publicación: 13 de abril de 2024