Tesla pētnieks demonstrē 100 gadu un 4 miljonu jūdžu akumulatoru

Viena no lielākajām bažām par EV ir tas, ka baterijas būs jāmaina pēc dažiem gadiem, radot lielus izdevumus. Galu galā jūsu viedtālruņa akumulators, visticamāk, būs redzējis labākas dienas tikai trīs gadu laikā. Taču Tesla pētnieks gatavojas vienreiz un uz visiem laikiem likt lietā šo ideju pēc tam, kad ir demonstrējis baterijas, kas varētu pārdzīvot lielāko daļu cilvēku.

Tesla entuziasti, visticamāk, jau ir dzirdējuši par Džefu Dānu. Viņš ir Dalhousie universitātes profesors un kopš 2016. gada ir Tesla pētniecības partneris. Viņa mērķis ir palielināt litija jonu akumulatoru enerģijas blīvumu un kalpošanas laiku, kā arī samazināt to izmaksas. Šķiet, ka Dahn kopā ar kolēģiem savā pētnieku grupā ir skārusi mātes slodzi. In papīrs, kas publicēts Elektroķīmijas biedrības žurnālā, grupa apgalvo, ka ir radījusi akumulatora dizainu, kas atbilstošos apstākļos varētu kalpot 100 gadus.

Dahn papīrs kontrastē šūnas, kuru pamatā ir Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 ķīmija (“NMC 532”) ar LiFePO4. Pēdējā ir “litija dzelzs fosfāta” (pazīstama arī kā LFP) ķīmija, ko Tesla pašlaik izmanto Ķīnā ražotās standarta 3. modeļa automašīnās, kuras importē Eiropā. LFP ķīmijai ir zemāks enerģijas blīvums nekā plaši izplatītām litija jonu alternatīvām, taču tā ir lētāka, izturīgāka un, iespējams, drošāka. LFP var izturēt līdz pat 12,000 532 uzlādes-izlādes cikliem, tāpēc to pārspēt šajā ziņā nav nekas smags. Dahn's NMC 2,000 šūnas neuzrādīja jaudas zudumu pēc gandrīz 100 cikliem. Rakstā tas tiek ekstrapolēts, lai norādītu uz XNUMX gadu kalpošanas laiku (viņi acīmredzami nav tik ilgi testējuši akumulatoru).

Dahn arī prezentēja galveno runu martā starptautiskajā bateriju seminārā Orlando, Floridā, kur viņš runāja par "4 miljonu jūdžu akumulatoru". Tas ietvēra dažus secinājumus rakstā pirms tā izlaišanas šajā mēnesī. Dahn bija iepriekš solīts "miljonu jūdžu akumulators", un kopš 2017. gada oktobra ir testējis šūnas, pamatojoties uz viņa pielāgoto ķīmiju. Acīmredzot tās ir kļuvušas spēcīgas, un pēc 4.5 gadu nepārtrauktas pārvietošanās istabas temperatūrā tās ir piedzīvojušas tikai 5% noārdīšanos. Tas nozīmētu, ka tie varētu darbināt EV 4 miljonus jūdžu, pirms tie būtu jānomaina.

Daļa no ilgmūžības iemesliem ir pāreja no polikristāliskiem uz vienkristāla katodiem, kas uzlādes-izlādes cikla laikā tik ātri nesadalās. NMC 532 ķīmija Dahn izmanto kontrastus ar NMC 811 ķīmiju, ko pašlaik izmanto LG Chem, kura katodos katrai mangāna un kobalta daļai ir astoņas niķeļa daļas. Pagājušajā gadā Tesla Model Y pārgāja no NMC 811 uz LG Chem NCMA ķīmiskajām šūnām, kas pazīstamas arī kā “augsts niķeļa saturs”. Tie ir dārgi salīdzinājumā ar LFP vai NMC 811, taču tiem ir vislielākais blīvums lielākajam diapazonam. NCMA ķīmijā katodiem tiek izmantots niķelis, kobalts, mangāns un alumīnijs, bet lielākā daļa ir niķelis (89%).

NMC 532 ķīmija, ko Dahn testē, sola vēl vienu lēcienu uz priekšu akumulatoru tehnoloģijā. Tomēr automašīnām nav nepieciešams izturēt 100 gadus, un tām arī nav jānobrauc 4 miljoni jūdžu. Ņemot vērā, ka vidējais transportlīdzekļa vecums ASV ir 12 gadi gadā nobraucot 14,000 168,000 jūdžu, vidējais mūža attālums, ko nobraucis amerikāņu automašīna, ir 4 XNUMX jūdžu, un Eiropā tas ir daudz mazāks. Tātad patiesībā akumulatori ar XNUMX miljonu jūdžu izturību ļaus izmantot tādas lietojumprogrammas kā transportlīdzekļa savienojums ar tīklu, kas palielinās uzlādes-izlādes ciklu. Taču tie, visticamāk, būs visnoderīgākie statiskās enerģijas uzkrāšanai mājās un tīkla buferizācijas jaudai no periodiskas atjaunojamās enerģijas piegādes.

Ūdeņraža entuziasti bieži iebilst, ka akumulatori ir tikai pārtraukums, līdz degvielas elementu elektriskie transportlīdzekļi un ūdeņraža uzglabāšanas sistēmas nonāks plaši. Taču, tā kā akumulatoru tehnoloģiju attīstība notiek, ūdeņraža daudzums, visticamāk, būs pārāk mazs, pārāk vēlu, kad tas nonāks transportēšanai. Līdztekus strādā tādas tehnoloģijas kā Dāns litija sēra izstrāde, piemēram, no Theion un īpaši ātras uzlādes tehnoloģija, piemēram, StoreDot's, nozīmēs, ka tikai dažu gadu laikā baterijas ir atrisinājušas visas pret tām radušās problēmas.