A Tesla kutatója 100 éves, 4 millió mérföldes akkumulátort mutatott be

Az elektromos járművekkel kapcsolatban az egyik legnagyobb aggodalom, hogy az akkumulátorokat néhány év múlva ki kell cserélni, ami nagy költséggel jár. Végtére is, az okostelefon akkumulátora valószínűleg már három éven belül látott már jobb napokat. Ám egy Tesla-kutató arra készül, hogy egyszer s mindenkorra ráterjessze ezt az ötletet, miután bemutatta azokat az akkumulátorokat, amelyek a legtöbb embert túlélhetik.

A Tesla rajongói valószínűleg hallottak már Jeff Dahnról. Professzor a Dalhousie Egyetemen, és 2016 óta a Tesla kutatópartnere. Fő célja a lítium-ion akkumulátorok energiasűrűségének és élettartamának növelése, valamint költségük csökkentése volt. Úgy tűnik, Dahn a kutatócsoportjában dolgozó kollégáival együtt megütötte a terhet. Ban ben a Journal of the Electrochemical Society folyóiratban megjelent cikk, a csoport azt állítja, hogy olyan akkumulátortervet hoztak létre, amely megfelelő körülmények között akár 100 évig is kitarthat.

Dahn papírja a Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 kémia („NMC 532”) alapján állítja szembe a sejteket LiFePO4-gyel. Ez utóbbi a „Lítium-vas-foszfát” (más néven LFP) kémia, amelyet a Tesla jelenleg az Európába importált, kínai gyártású, szabványos Model 3 autóiban használ. Az LFP kémia alacsonyabb energiasűrűséggel rendelkezik, mint a szélesebb körben elterjedt lítium-ion alternatívák, de olcsóbb, tartósabb és állítólag biztonságosabb is. Az LFP akár 12,000 532 töltési-kisütési ciklust is kibír, így ebben a tekintetben nem számít leküzdeni. Dahn NMC 2,000 cellái nem mutattak kapacitáscsökkenést közel 100 ciklus után. A papír ezt XNUMX éves élettartamra extrapolálja (nyilvánvalóan nem tesztelték olyan régóta az akkumulátort).

Dahn márciusban vitaindító beszédet is tartott a floridai Orlandóban tartott nemzetközi akkumulátorszemináriumon, ahol ő is „4 millió mérföldes akkumulátorról” beszélt. Ez magában foglalta a lap e havi megjelenése előtti megállapításait. Dahnnak volt korábban a „millió mérföldes akkumulátort” ígérte, és 2017 októbere óta teszteli a sejteket az ő beállított kémiája alapján. Úgy tűnik, erősödtek, és 4.5 év folyamatos szobahőmérsékleten való ciklus után csak 5%-os lebomlást tapasztaltak. Ez azt jelentené, hogy 4 millió mérföldet hajthatnak meg egy elektromos autóval, mielőtt ki kellene cserélni.

A hosszú élettartam egyik oka a polikristályos katódról az egykristályos katódokra való átállás, amelyek nem bomlanak le olyan gyorsan a töltési-kisütési ciklus során. A Dahn NMC 532 kémia kontrasztot használ az LG Chem által jelenleg alkalmazott NMC 811 kémiával, amelynek katódjaiban nyolc rész nikkel van a mangán és a kobalt minden részéhez. Tavaly a Tesla Model Y NMC 811-ről az LG Chem NCMA kémiai celláira váltott, más néven „magas nikkeltartalmú”. Ezek drágák az LFP-hez vagy az NMC 811-hez képest, de a legnagyobb sűrűséget kínálják a legnagyobb hatótávhoz. Az NCMA kémiája nikkelt, kobaltot, mangánt és alumíniumot használ katódjaihoz, de a legtöbb nikkel (89%).

A Dahn által tesztelt NMC 532 kémia újabb ugrást ígér az akkumulátortechnológia terén. Az autóknak azonban nem kell 100 évet kibírniuk, és nem kell 4 millió mérföldet sem megtenniük. Tekintve, hogy a járművek átlagos életkora az USA-ban 12 év évi 14,000 168,000 mérföldet megtéve egy amerikai autó által megtett átlagos élettartam 4 XNUMX mérföld, Európában pedig sokkal kevesebb. Tehát a valóságban a XNUMX millió mérföldes élettartamú akkumulátorok olyan alkalmazásokat tesznek lehetővé, mint például a járműről a hálózatra történő kapcsolódás, ami növeli a töltés-kisütés ciklusát. Valószínűbb azonban, hogy a leghasznosabbak a házak statikus energia tárolására és a hálózat pufferkapacitására egy időszakos megújuló energiaforrásból.

A hidrogén szerelmesei gyakran azzal érvelnek, hogy az akkumulátorok csak egy szünetet jelentenek, amíg az üzemanyagcellás elektromos járművek és a hidrogéntároló rendszerek el nem kerülnek a fősodorba. Az akkumulátor-technológia fejlődése mellett azonban a hidrogén valószínűleg túl kevés, túl későn érkezik, amikor tömegesen érkezik a szállításhoz. A Dahnhoz hasonló technológiák mellett dolgoznak lítium-kén fejlesztések, mint például a Theion és a ultragyors töltési technológia, mint például a StoreDot, azt jelenti, hogy néhány éven belül az akkumulátorok megoldották az összes felmerülő problémát.