Tesla зерттеушісі 100 жылдық 4 миллион миль батареясын көрсетті

Электрлік көліктерге қатысты ең үлкен алаңдаушылықтың бірі - батареяларды бірнеше жылдан кейін үлкен шығынға ауыстыру қажет болады. Ақыр соңында, смартфоныңыздың батареясы үш жыл ішінде жақсы күндерді көруі мүмкін. Бірақ Tesla зерттеушісі адамдардың көпшілігінен өмір сүре алатын батареяларды көрсеткеннен кейін бұл идеяны біржола жүзеге асыруға дайындалуда.

Tesla әуесқойлары Джефф Дан туралы бұрыннан естіген болуы мүмкін. Ол Dalhousie университетінің профессоры және 2016 жылдан бері Tesla компаниясының зерттеу серіктесі. Оның басты мақсаты литий-иондық батареялардың энергия тығыздығы мен қызмет ету мерзімін арттыру, сондай-ақ олардың құнын төмендету болды. Дан өзінің зерттеу тобындағы әріптестерімен бірге аналық жүктемені жеңген сияқты. жылы Journal of the Electrochemical Society журналында жарияланған мақала, топ дұрыс жағдайларда 100 жылға созылатын батарея дизайнын жасағанын мәлімдейді.

Dahn қағазы Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 химиясына негізделген жасушаларды («NMC 532») LiFePO4-ке қарсы қояды. Соңғысы - Tesla қазіргі уақытта Еуропаға импортталатын Қытайда жасалған стандартты 3 модель автомобильдерінде қолданатын «литий темір фосфаты» (aka LFP) химиясы. LFP химиясы кең таралған литий-иондық баламаларға қарағанда энергия тығыздығына ие, бірақ арзанырақ, ұзаққа созылады және сонымен бірге қауіпсіз. LFP 12,000 532 зарядтау-разряд цикліне дейін созылуы мүмкін, сондықтан оны бұл тұрғыда ұрып-соғу өте маңызды емес. Dahn's NMC 2,000 ұяшықтары 100-ға жуық циклден кейін сыйымдылықты жоғалтпады. Қағаз мұны XNUMX жылдық қызмет ету мерзімін білдіру үшін экстраполяциялайды (олар батареяны соншалықты ұзақ сынамағаны анық).

Дан сонымен қатар наурыз айында Орландодағы (Флорида штаты) халықаралық батарея семинарында негізгі баяндама жасады «4 миллион мильдік батарея» туралы айтты. Бұл осы айда шығарылғанға дейін қағаздағы кейбір қорытындыларды қамтиды. Дан болды бұрын «миллион мильдік батарея» уәде еткен, және 2017 жылдың қазан айынан бастап оның түзетілген химиясына негізделген жасушаларды сынап жатыр. Шамасы, олар күшті болды және бөлме температурасында 4.5 жыл үздіксіз айналымнан кейін олар тек 5% деградацияны көрді. Бұл олардың ауыстыруды қажет етпес бұрын EV-ді 4 миллион мильге қуаттай алатынын білдіреді.

Ұзақ өмір сүру себептерінің бір бөлігі заряд-разряд циклі кезінде соншалықты тез бұзылмайтын поликристалдан монокристалды катодтарға ауысу болып табылады. NMC 532 Chemistry Dahn қазіргі уақытта LG Chem пайдаланатын NMC 811 химиясына контрасттарды қолданады, оның катодтарында марганец пен кобальттың әрбір бөлігі үшін сегіз бөлік никель бар. Өткен жылы Tesla Model Y NMC 811 моделінен LG Chem компаниясының NCMA химиялық жасушаларына, яғни «жоғары никельге» ауысты. Бұл LFP немесе NMC 811 салыстырғанда қымбат, бірақ ең ұзақ диапазон үшін ең жоғары тығыздықты ұсынады. NCMA химиясы катодтары үшін никель, кобальт, марганец және алюминийді пайдаланады, бірақ көпшілігі никель (89%).

NMC 532 химия Dahn сынақтан өтіп жатыр, батарея технологиясында тағы бір серпіліс уәде етеді. Дегенмен, көліктерге 100 жыл қызмет етудің қажеті жоқ, сонымен қатар 4 миллион миль жүрудің де қажеті жоқ. Соны ескере отырып АҚШ-та көліктің орташа жасы 12 жасты құрайды жылына 14,000 168,000 миль жасап, американдық автомобильдің орташа өмір сүру қашықтығы 4 XNUMX мильді құрайды, ал Еуропада бұл әлдеқайда аз. Осылайша, шын мәнінде, XNUMX миллион мильге төзімді батареялар көліктен желіге дейін сияқты қолданбаларға мүмкіндік береді, бұл заряд-разряд циклінің жылдамдығын арттырады. Бірақ олар үйлердегі статикалық энергияны сақтау және үзіліссіз жаңартылатын қуат көздерінен желілік буферлеу сыйымдылығы үшін ең пайдалы болуы мүмкін.

Сутегі әуесқойлары отын ұяшықты электрлік көліктер мен сутегі сақтау жүйелері негізгі ағымға жеткенше батареялар жай ғана тоқтау болып табылады деп даулайды. Бірақ аккумуляторлық технологияның барлық дамуы жүріп жатқандықтан, сутегі тасымалдауға арналған көлемде келгенде тым аз, тым кеш болуы мүмкін. Дан сияқты технологиялармен бірге жұмыс істейді Теион сияқты литий күкіртінің өңделуі және StoreDot сияқты ультра жылдам зарядтау технологиясы, тек бірнеше жыл ішінде батареялар оларға қарсы туындаған барлық мәселелерді шешкенін білдіреді.