Изследовател на Tesla демонстрира 100-годишна батерия от 4 милиона мили

Едно от най-големите притеснения относно електромобилите е, че батериите ще се нуждаят от смяна след няколко години, на големи разходи. В крайна сметка батерията на вашия смартфон вероятно ще е видяла по-добри дни само за три години. Но изследовател на Tesla се готви да приложи тази идея веднъж завинаги, след като демонстрира батерии, които потенциално биха могли да надживеят повечето човешки същества.

Ентусиастите на Tesla вероятно вече са чували за Джеф Дан. Той е професор в университета Далхаузи и е изследователски партньор на Tesla от 2016 г. Фокусът му е да увеличи енергийната плътност и живота на литиево-йонните батерии, както и да намали цената им. Изглежда, че Дан е ударил основната тежест заедно с колегите от своя изследователски екип. В статия, публикувана в Journal of the Electrochemical Society, групата твърди, че е създала дизайн на батерията, която може да издържи 100 години при правилните условия.

Документът на Dahn контрастира клетките на базата на химията на Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 (“NMC 532”) на LiFePO4. Последното е химията на „литиево-железния фосфат“ (известна още като LFP), която Tesla в момента използва в произвежданите в Китай стандартни автомобили Model 3, внесени в Европа. Химията на LFP има по-ниска енергийна плътност от по-широко разпространените литиево-йонни алтернативи, но е по-евтина, по-издръжлива и уж по-безопасна. LFP може да издържи до 12,000 532 цикъла на зареждане и разреждане, така че да го победите в това отношение не е нищожен подвиг. Клетките NMC 2,000 на Dahn не показаха загуба на капацитет след близо 100 цикъла. Документът екстраполира това, за да означава XNUMX-годишен живот (те очевидно не са тествали батерията толкова дълго).

Дан също изнесе основна реч през март на международния семинар за батерии в Орландо, Флорида, където той говори за "батерия от 4 милиона мили". Това включва някои от констатациите в документа, преди излизането му този месец. Дан имаше по-рано обеща "батерия от милиони мили", и тества клетки въз основа на коригираната му химия от октомври 2017 г. Очевидно те са се засилили и след 4.5 години непрекъснато циклиране при стайна температура, са видели само 5% разграждане. Това би означавало, че те биха могли да захранват EV за 4 милиона мили, преди да се наложи да бъдат заменени.

Част от причините за дълготрайността е преминаването от поликристални към монокристални катоди, които не се разпадат толкова бързо по време на цикъла заряд-разряд. Химията на NMC 532 Dahn използва контрасти с химията NMC 811, използвана в момента от LG Chem, която има осем части никел в своите катоди за всяка част от манган и кобалт. Миналата година Tesla Model Y премина от NMC 811 към химическите клетки NCMA на LG Chem, известен още като „висок никел“. Те са скъпи в сравнение с LFP или NMC 811, но предлагат най-висока плътност за най-дълъг обхват. NCMA химията използва никел, кобалт, манган и алуминий за своите катоди, но по-голямата част е никел (89%).

Химията на NMC 532, която Dahn тества, обещава още един скок напред в технологията на батериите. Въпреки това, автомобилите не трябва да издържат 100 години, нито е необходимо да изминават 4 милиона мили. Имайки предвид това средната възраст на превозното средство в САЩ е 12 години изминавайки 14,000 168,000 мили годишно, средното изминат живот на американска кола е 4 XNUMX мили, а в Европа е много по-малко. Така че в действителност батериите с издръжливост на XNUMX милиона мили ще позволят приложения като превозно средство към мрежа, което ще увеличи скоростта на циклично зареждане-разреждане. Но е по-вероятно те да бъдат най-полезни за статично съхранение на енергия в къщи и за буферен капацитет на мрежата от периодично възобновяемо захранване.

Водородните ентусиасти често твърдят, че батериите са просто спирка, докато електрическите превозни средства с горивни клетки и системите за съхранение на водород не станат масовите. Но с цялото развитие, което се случва в технологията за батерии, водородът вероятно ще бъде твърде малко, твърде късно, когато пристигне в обем за транспортиране. Технологии като тези, върху които Дан работи, заедно разработки на литиева сяра, като например от Theion намлява технология за ултра бързо зареждане като StoreDot's, ще означава, че само за няколко години батериите са решили всички проблеми, поставени срещу тях.