Тесла изилдөөчүсү 100 жылдык 4 миллион миль батареясын көрсөттү

Электр унааларына байланыштуу эң чоң кооптонуулардын бири - бул батареяларды бир нече жылдан кийин чоң чыгымга алмаштыруу керек болот. Акыры, смартфонуңуздун батареясы үч жыл ичинде жакшыраак күндөрдү көрүшү мүмкүн. Бирок Tesla изилдөөчүсү адамдардын көбүнөн ашып кете турган батареяларды көрсөткөндөн кийин, бул идеяны биротоло ишке ашырууга даярданып жатат.

Tesla энтузиасттары Джефф Дан жөнүндө мурунтан эле уккан болуш керек. Ал Далхуси университетинин профессору жана 2016-жылдан бери Тесла менен изилдөө өнөктөшү. Анын негизги максаты литий-иондук батарейкалардын энергия тыгыздыгын жана иштөө мөөнөтүн жогорулатуу, ошондой эле алардын баасын төмөндөтүү. Дан өзүнүн изилдөө тобунун кесиптештери менен бирге энелик жүктү сүзүп алган окшойт. In Journal of the Electrochemical Society журналында жарыяланган макала, топ ылайыктуу шарттарда 100 жылга жете турган батарейканын дизайнын жаратканын айтышат.

Дандын кагазы Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 химиясына негизделген клеткаларды («NMC 532») LiFePO4 менен айырмалайт. Акыркысы Тесла учурда Европага импорттолгон Кытайда жасалган стандарттуу Model 3 унааларында колдонуп жаткан "Литий Темир Фосфаты" (aka LFP) химиясы. LFP химиясы кеңири таралган литий-ион альтернативаларына караганда энергиянын тыгыздыгы азыраак, бирок арзаныраак, бышык жана коопсузураак. LFP 12,000 532 заряд-разряд циклине чейин созулушу мүмкүн, андыктан бул жагынан аны сабап коюу эч кандай ийгилик эмес. Dahn's NMC 2,000 клеткалары дээрлик 100 циклден кийин кубаттуулукту жоготкон жок. Кагаз муну экстраполяциялап, XNUMX жылдык өмүр сүрүүнү билдирет (алар батареяны мынчалык көп убакыттан бери сынашкан эмес).

Дан ошондой эле март айында Орландодо, Флоридада өткөн эл аралык батарея семинарында негизги баяндама жасады "4 миллион миль батарея" жөнүндө сүйлөштү. Бул ушул айда чыкканга чейин кагаздагы айрым тыянактарды камтыйт. Dahn болгон мурда "миллион миль батарея" убада кылган, жана 2017-жылдын октябрынан бери анын туураланган химиясынын негизинде клеткаларды сынап жатат. Сыягы, алар күчтүү болуп, бөлмө температурасында 4.5 жыл үзгүлтүксүз велосипед менен жүрүшкөндөн кийин, алар болгону 5% деградацияны көрүштү. Бул алар алмаштырууга муктаж болгонго чейин EVну 4 миллион мильге кубаттай аларын билдирет.

Узак жашоонун себептеринин бир бөлүгү – заряд-разряд циклинде мынчалык тез бузулбаган поликристаллдык катоддон монокристаллдуу катоддорго өтүү. NMC 532 химия Dahn учурда LG Chem тарабынан колдонулган NMC 811 химиясынан карама-каршылыктарды колдонуп жатат, анын катоддорунда марганец менен кобальттын ар бир бөлүгү үчүн сегиз никель бар. Өткөн жылы Tesla Model Y NMC 811ден LG Chemдин NCMA химиялык клеткаларына, башкача айтканда, “жогорку никелге” которулган. Булар LFP же NMC 811ге салыштырмалуу кымбат, бирок эң узак аралыкка эң жогорку тыгыздыкты сунуштайт. NCMA химиясы анын катоддору үчүн никель, кобальт, марганец жана алюминий колдонот, бирок көпчүлүгү никель (89%).

NMC 532 химия Dahn батарея технологиясында дагы бир секирик убадаларды сынап жатат. Бирок, унаалар 100 жыл турушунун кереги жок, ошондой эле 4 миллион миль басып өтүүнүн кереги жок. Ошону эске алып АКШда орточо унаа жашы 12 жыл жылына 14,000 168,000 миль жасап, америкалык машина айдаган орточо өмүр бою 4 XNUMX миль, ал эми Европада бул бир топ азыраак. Ошентип, чындыгында, XNUMX миллион миль узактыгы бар батареялар унаадан торго сыяктуу тиркемелерди иштетет, бул заряд-разряд циклинин ылдамдыгын жогорулатат. Бирок алар үйлөрдө статикалык энергияны сактоо жана үзгүлтүксүз кайра жаралуучу булактардан тармак буферлөө кубаттуулугу үчүн эң пайдалуу болушу мүмкүн.

Суутек ышкыбоздору көбүнчө отун клеткасынын электрдик унаалары жана суутек сактоо тутумдары негизги агымга жеткенге чейин батарейкалар жөн гана токтоп турат деп талашышат. Бирок батарейканын технологиясында жүрүп жаткан бардык өнүгүүлөр менен суутек өтө аз, балким, ташуу үчүн көлөмгө жеткенде өтө кеч болуп калат. Ошол сыяктуу технологиялар Dahn менен бирге иштеп жатат Теион сыяктуу литий күкүрттүн иштеп чыгуулары жана StoreDot сыяктуу ультра тез кубаттоо технологиясы, бир нече жылдын ичинде батарейкалар аларга каршы коюлган бардык көйгөйлөрдү чечти дегенди билдирет.