Даследчык Tesla дэманструе 100-гадовы акумулятар 4 мільёны міль

Адна з самых вялікіх праблем з нагоды электрамабіляў заключаецца ў тым, што батарэі трэба будзе замяніць праз некалькі гадоў, што каштуе вялікіх выдаткаў. У рэшце рэшт, акумулятар вашага смартфона, верагодна, бачыў лепшыя дні ўсяго за тры гады. Але даследчык Tesla рыхтуецца рэалізаваць гэтую ідэю раз і назаўсёды, прадэманстраваўшы батарэі, якія патэнцыйна могуць перажыць большасць людзей.

Энтузіясты Tesla, хутчэй за ўсё, ужо чулі пра Джэфа Дана. Ён з'яўляецца прафесарам Універсітэта Далхаузі і з'яўляецца навуковым партнёрам Tesla з 2016 года. Яго ўвагай было павелічэнне шчыльнасці энергіі і тэрміну службы літый-іённых батарэй, а таксама зніжэнне іх кошту. Падобна на тое, што Дан разам з калегамі па сваёй даследчай групе ўзяў на сябе задачу. У артыкул, апублікаваны ў Journal of the Electrochemical Society, група сцвярджае, што стварыла канструкцыю батарэі, якая можа праслужыць 100 гадоў пры належных умовах.

Дакумент Дана супрацьпастаўляе клеткі на аснове хіміі Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 (“NMC 532”) і LiFePO4. Апошняя з'яўляецца хіміяй «літыева-жалезнага фасфату» (ён жа LFP), якую Tesla зараз выкарыстоўвае ў кітайскіх стандартных аўтамабілях Model 3, імпартаваных у Еўропу. Хімічны склад LFP мае меншую шчыльнасць энергіі, чым больш распаўсюджаныя літый-іённыя альтэрнатывы, але ён таннейшы, больш трывалы і нібыта больш бяспечны. LFP можа праслужыць да 12,000 532 цыклаў зарада-разраду, так што перасягнуць яго ў гэтым плане - нядрэнны подзвіг. Ячэйкі Dahn NMC 2,000 не паказалі страты ёмістасці пасля амаль 100 цыклаў. Дакумент экстрапалюе гэта, каб азначаць XNUMX-гадовы тэрмін службы (яны, відавочна, не выпрабоўвалі батарэю так доўга).

Дан таксама выступіў з асноўным дакладам у сакавіку на міжнародным семінары па батарэях у Арланда, штат Фларыда, дзе ён казаў пра «батарэю на 4 мільёны міль». Гэта ўключала некаторыя высновы ў артыкуле да яго выхаду ў гэтым месяцы. У Дана было раней абяцалі «батарэю на мільён міль», і з кастрычніка 2017 г. выпрабоўваў клеткі на аснове яго скарэкціраванага хімічнага складу. Мяркуючы па ўсім, яны былі моцнымі, і пасля 4.5 гадоў бесперапыннага цыклу пры пакаёвай тэмпературы яны ўбачылі толькі 5% дэградацыі. Гэта азначала б, што яны могуць забяспечваць электрамабіль 4 мільёны міль, перш чым спатрэбіцца замена.

Адной з прычын даўгавечнасці з'яўляецца пераход з полікрышталічных на монакрышталічныя катоды, якія не руйнуюцца так хутка падчас цыклу зарад-разрад. Хімічны склад NMC 532 Dahn выкарыстоўвае кантрасты з хімічным складам NMC 811, які ў цяперашні час выкарыстоўваецца кампаніяй LG Chem, катоды якой маюць восем частак нікеля на кожную частку марганца і кобальту. У мінулым годзе Tesla Model Y перайшла з NMC 811 на хімічныя ячэйкі NCMA ад LG Chem, яны ж «з высокім утрыманнем нікеля». Яны дарагія ў параўнанні з LFP або NMC 811, але забяспечваюць самую высокую шчыльнасць для максімальнага радыусу дзеяння. Хімія NCMA выкарыстоўвае нікель, кобальт, марганец і алюміній для сваіх катодаў, але большасць складае нікель (89%).

Хімічны склад NMC 532, які тэставаў Дан, абяцае яшчэ адзін скачок наперад у тэхналогіі акумулятараў. Тым не менш, машыны не павінны служыць 100 гадоў, і ім таксама не трэба праязджаць 4 мільёны міль. Улічваючы гэта сярэдні ўзрост аўтамабіля ў ЗША складае 12 гадоў праязджаючы 14,000 168,000 міль у год, сярэдняя адлегласць, якую амерыканскі аўтамабіль праязджае за ўсё жыццё, складае 4 XNUMX міль, а ў Еўропе гэта нашмат менш. Такім чынам, у рэчаіснасці акумулятары з даўгавечнасцю XNUMX мільёны міль дазволяць выкарыстоўваць такія прыкладання, як транспартны сродак-сетка, што павялічыць хуткасць цыклічнага зарада-разраду. Але яны, хутчэй за ўсё, будуць найбольш карыснымі для назапашвання статычнай энергіі ў дамах і для буферызацыі сеткі ад перарывістых аднаўляльных крыніц.

Аматары вадароду часта сцвярджаюць, што акумулятары - гэта толькі прыпынак, пакуль электрамабілі на паліўных элементах і сістэмы захоўвання вадароду не стануць папулярнымі. Але пры ўсім развіцці акумулятарных тэхналогій вадароду, верагодна, будзе занадта мала і занадта позна, калі ён паступіць у аб'ёме для транспарціроўкі. Такія тэхналогіі, над якімі працуе Дан распрацоўкі сернага літыя, напрыклад, ад Theion і тэхналогія звышхуткай зарадкі, такая як StoreDot, будзе азначаць, што ўсяго за некалькі гадоў акумулятары вырашылі ўсе праблемы, пастаўленыя перад імі.