Výskumník Tesla demonštruje 100-ročnú batériu s kapacitou 4 miliónov míľ

Jednou z najväčších obáv v súvislosti s elektrickými vozidlami je, že batérie bude potrebné po niekoľkých rokoch vymeniť za veľké náklady. Koniec koncov, batéria vášho smartfónu pravdepodobne zažije lepšie dni už za tri roky. Výskumník Tesly sa však pripravuje na to, aby túto myšlienku raz a navždy uviedol do kontaktu po predvedení batérií, ktoré by potenciálne mohli prežiť väčšinu ľudských bytostí.

Nadšenci Tesly už pravdepodobne počuli o Jeffovi Dahnovi. Je profesorom na Dalhousie University a od roku 2016 je výskumným partnerom spoločnosti Tesla. Zameral sa na zvýšenie hustoty energie a životnosti lítium-iónových batérií, ako aj na zníženie ich nákladov. Zdá sa, že Dahn zasiahol materskú záťaž spolu s kolegami z jeho výskumného tímu. In článok publikovaný v Journal of the Electrochemical SocietySkupina tvrdí, že vytvorila dizajn batérie, ktorý by za správnych podmienok mohol vydržať 100 rokov.

Dahnov papier porovnáva články založené na chémii Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]2 (“NMC 532”) k LiFePO4. Posledným z nich je chémia „lítium-železofosfát“ (známy aj ako LFP), ktorú Tesla v súčasnosti používa v čínskych štandardných automobiloch Model 3 dovážaných do Európy. LFP chémia má nižšiu energetickú hustotu ako rozšírenejšie lítium-iónové alternatívy, ale je lacnejšia, odolnejšia a údajne aj bezpečnejšia. LFP dokáže vydržať až 12,000 532 cyklov nabitia a vybitia, takže prekonať ho v tomto ohľade nie je žiadna sranda. Dahnove bunky NMC 2,000 nevykazovali žiadnu stratu kapacity po takmer 100 XNUMX cykloch. Dokument to extrapoluje tak, aby naznačoval XNUMX-ročnú životnosť (očividne batériu tak dlho netestovali).

Dahn tiež predstavil hlavné slovo v marci na medzinárodnom batériovom seminári v Orlande na Floride, kde sa zúčastnil hovoril o „batérii na 4 milióny míľ“. To zahŕňalo niektoré zistenia v dokumente pred jeho vydaním tento mesiac. Dahn mal predtým sľúbil „batériu na milión míľ“, a testuje bunky na základe svojej upravenej chémie od októbra 2017. Zdá sa, že sú silné a po 4.5 rokoch nepretržitého cyklovania pri izbovej teplote zaznamenali iba 5% degradáciu. To by znamenalo, že by mohli poháňať EV 4 milióny míľ, kým ich bude treba vymeniť.

Jedným z dôvodov dlhej životnosti je prechod z polykryštalických na monokryštalické katódy, ktoré sa počas cyklu nabíjania a vybíjania tak rýchlo nerozkladajú. Chémia NMC 532 Dahn používa kontrasty s chémiou NMC 811, ktorú v súčasnosti používa spoločnosť LG Chem, ktorá má vo svojich katódach osem dielov niklu pre každú časť mangánu a kobaltu. Minulý rok Tesla Model Y prešla z NMC 811 na chemické články NCMA od LG Chem, alias „vysoký nikel“. Sú drahé v porovnaní s LFP alebo NMC 811, ale ponúkajú najvyššiu hustotu pre najdlhší dosah. NCMA chémia používa pre svoje katódy nikel, kobalt, mangán a hliník, ale väčšinu tvorí nikel (89 %).

Chémia NMC 532, ktorú Dahn testoval, sľubuje ďalší skok vpred v technológii batérií. Autá však nemusia vydržať 100 rokov a nemusia prejsť ani 4 milióny míľ. Zvažujem to priemerný vek vozidla v USA je 12 rokov pri najazdení 14,000 168,000 míľ za rok je priemerná životnosť najazdená americkým autom 4 XNUMX míľ av Európe je to oveľa menej. Takže v skutočnosti batérie s výdržou XNUMX milióny míľ umožnia aplikácie, ako je napríklad prenos z vozidla do siete, čo zvýši rýchlosť cyklu nabíjania a vybíjania. Je však pravdepodobnejšie, že budú najužitočnejšie na statické skladovanie energie v domoch a na vyrovnávaciu kapacitu siete z prerušovaného obnoviteľného zdroja.

Nadšenci vodíka často argumentujú, že batérie sú len prestávkou, kým sa elektrické vozidlá s palivovými článkami a systémy skladovania vodíka nedostanú do hlavného prúdu. Ale so všetkým vývojom, ktorý prebieha v technológii batérií, je vodíka pravdepodobne príliš málo, príliš neskoro, keď sa dostane v objeme na prepravu. Technológie ako tie, na ktorých Dahn pracuje vývoj lítnej síry, ako napríklad z Theionu a technológia ultrarýchleho nabíjania, ako je napríklad StoreDot's, bude znamenať, že v priebehu niekoľkých rokov batérie vyriešili všetky problémy, ktoré proti nim stoja.