Tesla tyrėjas demonstruoja 100 metų, 4 milijonų mylių bateriją

Vienas didžiausių susirūpinimą keliančių elektromobilių yra tai, kad baterijas po kelerių metų reikės pakeisti didelėmis sąnaudomis. Galų gale, jūsų išmaniojo telefono akumuliatorius tikriausiai matė geresnių dienų per trejus metus. Tačiau Tesla tyrėjas ruošiasi kartą ir visiems laikams įgyvendinti šią idėją, pademonstravęs baterijas, kurios gali išgyventi ilgiau nei daugumą žmonių.

Tesla entuziastai tikriausiai jau girdėjo apie Jeffą Dahną. Jis yra Dalhousie universiteto profesorius ir nuo 2016 m. yra Tesla mokslinių tyrimų partneris. Jo tikslas buvo padidinti ličio jonų baterijų energijos tankį ir eksploatavimo laiką, taip pat sumažinti jų kainą. Atrodo, kad Dahnas kartu su kolegomis iš savo tyrimų grupės pateko į motinos naštą. Į straipsnis, paskelbtas Elektrochemijos draugijos žurnale, grupė teigia sukūrusi baterijos dizainą, kuris tinkamomis sąlygomis galėtų veikti 100 metų.

Dahno popieriuje ląstelės, pagrįstos Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 chemija („NMC 532“), kontrastuojamos su LiFePO4. Pastaroji yra „Lithium Iron Phosphate“ (dar žinoma kaip LFP) chemija, kurią „Tesla“ šiuo metu naudoja Kinijoje pagamintuose standartinio modelio 3 automobiliuose, importuojamuose į Europą. LFP chemija turi mažesnį energijos tankį nei labiau paplitusios ličio jonų alternatyvos, tačiau yra pigesnė, patvaresnė ir tariamai saugesnė. LFP gali atlaikyti iki 12,000 532 įkrovimo ir iškrovimo ciklų, todėl šiuo atžvilgiu jį įveikti nėra menkas žygdarbis. Dahn's NMC 2,000 ląstelės neprarado pajėgumo po beveik 100 ciklų. Straipsnyje tai ekstrapoliuojama, kad būtų galima manyti, kad tarnavimo laikas yra XNUMX metų (akivaizdu, kad jie taip ilgai nebandė akumuliatoriaus).

Dahnas taip pat pristatė pagrindinį pranešimą kovo mėnesį tarptautiniame baterijų seminare Orlande, Floridoje, kur jis kalbėjo apie „4 milijonų mylių bateriją“. Tai apėmė kai kurias dokumente pateiktas išvadas prieš išleidžiant šį mėnesį. Dahnas turėjo anksčiau žadėta „milijonų mylių baterija“, ir testuoja ląsteles, remdamasis jo pakoreguota chemija nuo 2017 m. spalio mėn. Matyt, jos stiprėjo ir po 4.5 metų nepertraukiamo ciklo kambario temperatūroje pastebėjo tik 5% degradaciją. Tai reikštų, kad jie galėtų elektra varyti 4 milijonus mylių, kol juos reikės pakeisti.

Dalis ilgaamžiškumo priežasčių yra perėjimas nuo polikristalinių prie vienkristalinių katodų, kurie ne taip greitai suyra per įkrovimo ir iškrovimo ciklą. NMC 532 chemija Dahn naudoja kontrastus su NMC 811 chemija, kurią šiuo metu naudoja LG Chem, kurios katoduose yra aštuonios nikelio dalys kiekvienai mangano ir kobalto daliai. Praėjusiais metais Tesla Model Y pakeitė NMC 811 prie LG Chem NCMA chemijos elementų, dar žinomų kaip „didelis nikelis“. Jie yra brangūs, palyginti su LFP arba NMC 811, tačiau siūlo didžiausią tankį ilgiausiam diapazonui. NCMA chemija savo katodams naudoja nikelį, kobaltą, manganą ir aliuminį, tačiau didžioji dalis yra nikelis (89%).

Dahn bandomas NMC 532 chemija žada dar vieną šuolį į priekį baterijų technologijos srityje. Tačiau automobiliams nereikia tarnauti 100 metų, jiems taip pat nereikia nuvažiuoti 4 milijonų mylių. Atsižvelgiant į tai vidutinis automobilio amžius JAV yra 12 metų nuvažiuojant 14,000 168,000 mylių per metus, vidutinis amerikietiško automobilio nuvažiuotas atstumas yra 4 XNUMX mylių, o Europoje – daug mažiau. Taigi iš tikrųjų baterijos, kurių patvarumas yra XNUMX milijonai mylių, leis naudoti tokias programas kaip transporto priemonės prijungimas prie tinklo, o tai padidins įkrovimo ir iškrovimo greitį. Tačiau labiau tikėtina, kad jie bus naudingiausi statinės energijos kaupimui namuose ir tinklo buferiniam pajėgumui iš atsinaujinančių energijos šaltinių.

Vandenilio entuziastai dažnai ginčijasi, kad akumuliatoriai yra tik taškas, kol kuro elementų elektrinės transporto priemonės ir vandenilio saugojimo sistemos nepasieks pagrindinio srauto. Tačiau vykstant visoms baterijų technologijoms, vandenilio greičiausiai bus per mažai, per vėlu, kai jis atkeliauja transportuoti. Kartu dirba tokios technologijos kaip tos Dahn ličio sieros gaminiai, tokie kaip Theion ir itin greito įkrovimo technologija, tokia kaip StoreDot, reikš, kad vos per kelerius metus baterijos išsprendė visas jiems iškilusias problemas.