Истражувач на Тесла покажа батерија долга 100 години и 4 милиони милји

Една од најголемите грижи за електричните возила е дека батериите ќе треба да се заменат по неколку години, со големи трошоци. На крајот на краиштата, батеријата на вашиот паметен телефон веројатно ќе има подобри денови во рок од три години. Но, истражувач на „Тесла“ се подготвува да ја стави во допир оваа идеја еднаш засекогаш, откако ќе демонстрира батерии што потенцијално би можеле да ги надживеат повеќето човечки суштества.

Љубителите на Tesla веројатно веќе слушнале за Џеф Дан. Тој е професор на Универзитетот Далхаузи и е истражувачки партнер со Тесла од 2016 година. Неговиот фокус беше да ја зголеми густината на енергијата и животниот век на литиум-јонските батерии, како и да ја намали нивната цена. Се чини дека Дан го погодил мајчиниот товар заедно со колегите од неговиот истражувачки тим. Во труд објавен во Journal of the Electrochemical Society, групата тврди дека создала дизајн на батерија што би можел да издржи 100 години под соодветни услови.

Хартијата на Дан прави контраст на клетките базирани на Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 хемијата („NMC 532“) до LiFePO4. Последново е хемијата „литиум железо фосфат“ (познато како LFP) што Тесла моментално ја користи во стандардните автомобили „Модел 3“ произведени во Кина, увезени во Европа. Хемијата LFP има помала енергетска густина од пораспространетите алтернативи на литиум-јони, но е поевтина, поиздржлива и, наводно, побезбедна. LFP може да издржи до 12,000 циклуси на полнење-празнење, така што да го победите во овој поглед не е никаков подвиг. Дановите NMC 532 ќелии не покажаа губење на капацитетот по речиси 2,000 циклуси. Весникот го екстраполира ова за да имплицира 100-годишен животен век (очигледно тие не ја тестирале батеријата толку долго).

Дан, исто така, го претстави воведниот говор во март на меѓународниот семинар за батерии во Орландо, Флорида, каде што тој зборуваше за „батерија од 4 милиони милји“. Ова вклучуваше некои од наодите во весникот, пред неговото објавување овој месец. Дан имаше претходно вети „батерија од милион милји“, и ги тестира клетките врз основа на неговата приспособена хемија од октомври 2017 година. Очигледно, тие одат силно и по 4.5 години континуирано возење велосипед на собна температура, забележале само 5% деградација. Ова би значело дека тие би можеле да напојуваат EV на 4 милиони милји пред да треба да се заменат.

Дел од причините за долговечноста е префрлањето од поликристални на еднокристални катоди, кои не се распаѓаат толку брзо за време на циклусот полнење-празнење. Хемијата NMC 532 Дан користи контрасти со хемијата NMC 811 што моментално ја користи LG Chem, која има осум делови никел во своите катоди за секој дел од манган и кобалт. Минатата година Tesla Model Y се префрли од NMC 811 на NCMA-хемиските ќелии на LG Chem, познат како „висок никел“. Овие се скапи во споредба со LFP или NMC 811, но нудат најголема густина за најдолг опсег. NCMA хемијата користи никел, кобалт, манган и алуминиум за своите катоди, но мнозинството е никел (89%).

Хемискиот NMC 532 кој Дан го тестираше ветува уште еден скок напред во технологијата на батерии. Сепак, автомобилите не треба да траат 100 години, а не треба ниту да поминат 4 милиони милји. Со оглед на тоа просечната старост на возилата во САД е 12 години правејќи 14,000 милји годишно, просечното животно растојание поминато од американски автомобил е 168,000 милји, а во Европа е многу помалку. Така, во реалноста, батериите со издржливост од 4 милиони милји ќе овозможат апликации како што се од возило до мрежа, што ќе ја зголеми стапката на велосипедско полнење-празнење. Но, тие се со поголема веројатност да бидат најкорисни за складирање на статичка енергија во куќите и за капацитет за тампонирање на мрежата од наизменичното снабдување со обновливи извори.

Вљубениците во водород честопати тврдат дека батериите се само застој додека електричните возила со горивни ќелии и системите за складирање на водород не дојдат на мејнстримот. Но, со сиот развој што се случува во технологијата на батерии, водородот веројатно ќе биде премалку, предоцна кога ќе пристигне во обем за транспорт. Технологии како оние на кои Дан работи, заедно развој на литиум сулфур како што е од Theion Технологија за ултра брзо полнење како што е StoreDot's, ќе значи дека батериите за само неколку години ги решиле сите проблеми што им се поставуваат.