腾讯科技讯 9月24日音讯,据国外媒体报道,与特斯拉到达独家协作协议的达尔豪斯大学电池研讨人员日前发布的新研讨称,其开发的新式锂离子电池能够为电动轿车供给超越100万英里的总路程。而特斯拉随之也申请了一项新式电池专利,这意味着特斯拉首席执行官埃隆 马斯克(Elon Musk)所说的百万英里电池或将很快成为实际。
马斯克曾许诺,公司很快就能生产出寿数到达100万英里的电池,是现在预期的两倍多。最新研讨标明对此他并没有夸口。
上一年4月份,马斯克许诺,特斯拉很快就能让其电动轿车电池的运用寿数超越100万英里。这是特斯拉轿车现在电池寿数的两倍多,这因而听起来好像有点言过其实。但本月早些时候,与特斯拉到达独家协作协议的达尔豪斯大学电池研讨人员在《电化学学会杂志》上宣布了一篇论文,其间描绘的一种锂离子电池“应该能够为电动轿车供给超越100万英里的行进路程”,并且在整个运用周期中电池容量衰减不会超越10%。
这项研讨是由国际首要锂离子电池专家之一、物理学家杰夫·达恩(Jeff Dahn)领导的达尔豪西小组完结的。他们指出,其开发的电池适用于自动驾驶出租车和远程电动货车。
达恩和他的搭档在论文中写道:“咱们供给了相关电池的详细信息,其间包含电极成分、电极负载、电解质成分、运用的添加剂等。”“这样做是为了让其他人能够重建这种电池,并将它们用作研制作业的基准。”
在电动轿车行业,电池化学成分往往紧密保密。但达恩的研讨团队为什么会揭露这种先进的电池配方呢?依据达恩团队一名前成员的说法,或许是因为特斯拉现已具有至少相关电池专利,且功能还要优于论文中所描绘的效果。事实上,在论文宣布后不久,特斯拉就获得了一项锂离子电池的专利,与论文中描绘的锂离子电池十分相似。达恩也被列为发明者之一。
论文中所述的锂离子电池运用锂镍锰钴氧化物(NMC)作为电池正极,一起运用人工石墨作为负极。而电池的电解质由锂盐和其他化合物混合而成。
众所周知,NMC加石墨的化学物质能够进步锂离子电池的能量密度和寿数。因而电池内电解质和添加剂的混合物终究成为了商业秘要。正如论文所述,这些资料在业界也是众所周知的。没有参加这项研讨的斯堪尼亚集团锂离子电池专家马特·莱西说:“隐秘便是没有隐秘!”
达恩的团队经过对这些常见成分进行很多优化,以及调整电池阴极的纳米结构,完结了电池功能的巨大进步。这种电池并没有运用许多较小的NMC晶体作为正极,而是应用了较大的NMC晶体。曾在达恩实验室攻读博士学位的马琳(音译,Lin Ma)参加了电池阴极的开发。她表明,这种“单晶”纳米结构在电池充电时不太或许发生裂纹,正极资料的裂纹会下降电池的寿数和功能。
经过与特斯拉的协作,达恩团队的使命是制作比现有市场上电池能量密度更大、运用寿数更长的锂离子电池。在电动轿车中,这些目标反映的是单次充电的续航路程以及电池的重复充电次数。一般来说,能量密度和电池寿数之间有一个平衡——假如你想要更多的能量密度,可充电次数就会削减。
锂离子电池的能量密度是特斯拉Model 3等群众电动轿车最重要的质量之一。顾客期望单次充电就能够跑更远的间隔。特斯拉新车单次充电最多能够跑370英里(约合600公里),这远远超出了其他公司电动轿车的行进路程。依据美国人的均匀通勤时刻,达恩估量大多数电动轿车车主每天只会运用四分之一的电池容量。但要打造一支自动驾驶出租车或远程电动货车车队,特斯拉将需求一种每天都能完结整个充放电周期的电池。
问题是,每天彻底充放电会给电池带来更大应战,使其组件功能退化得更快。远程电动货车和自动驾驶出租车每天的行进路程将超越一般通勤者,这便是马斯克期望电池寿数能够到达100万英里的原因。
正如达恩和他的团队在论文中详细描绘的那样,“人们不再需求在能量密度和电池寿数之间做出权衡。研讨小组的成果显现,他们的电池能够彻底充放电4000屡次,且只会丢失大约10%的电池容量。”相比之下,2014年宣布的一篇论文显现,相似的锂离子电池在只是1000次充放电之后就丢失了一半的容量。
密歇根大学动力研讨所电池实验室技能总监格雷格·莱斯说:“4000次充放电真的令人形象深入。4000次充放电彻底能够让电动轿车轻松行进100万英里。”
就在这篇论文宣布几天后,特斯拉和达恩获得了一项专利,该专利描绘了一种与论文中描绘电池简直相同的单晶锂离子电池。该专利电池中包含一种名为ODTO的电解质添加剂,宣称能够“进步锂离子电池的功能和寿数,一起下降成本。”
现在还不确认专利中描绘的电池是否是马斯克所说的将于下一年投产的百万英里电池,特斯拉和达恩都没有就此宣布谈论。但能够必定的是,特斯拉的专利电池功能甚至会更好。
加州大学圣地亚哥分校动力贮存和转化实验室负责人Shirley Meng表明,许多电动轿车公司正在寻求镍含量高于特斯拉专利描绘的电池。这种办法能够进步电池的能量密度。Shirley Meng说,下一步是将这些高能量密度的电池规划与一些高功能的电解质和添加剂相结合。现在尚不得知达恩团队是否采用了这种形式对电池进行优化。
“我相信达恩团队的终究目标是经过高镍含量的阴极延伸电池寿数,但他们加入了的或许是一种彻底不同的电解质混合物,” Shirley Meng说,“我并不认为相同的配方会真的起作用,这便是为什么他们会将其公之于众的原因。”
无论如何,特斯拉的百万英里电池很快就会呈现。(腾讯科技审校/皎晗)