Un cercetător Tesla demonstrează o baterie de 100 de ani și 4 milioane de mile

Una dintre cele mai mari preocupări legate de vehiculele electrice este că bateriile vor trebui înlocuite după câțiva ani, cu costuri mari. La urma urmei, bateria smartphone-ului tău este probabil să fi văzut zile mai bune în doar trei ani. Dar un cercetător Tesla se pregătește să pună această idee în contact odată pentru totdeauna, după ce a demonstrat bateriile care ar putea supraviețui majorității ființelor umane.

Este posibil ca pasionații de Tesla să fi auzit deja de Jeff Dahn. Este profesor la Universitatea Dalhousie și este partener de cercetare cu Tesla din 2016. Accentul său a fost creșterea densității energetice și durata de viață a bateriilor litiu-ion, precum și reducerea costurilor acestora. Dahn pare să fi atins sarcina maternă împreună cu colegii din echipa sa de cercetare. În o lucrare publicată în Journal of the Electrochemical Society, grupul susține că a creat un design de baterie care ar putea dura 100 de ani în condițiile potrivite.

Lucrarea lui Dahn pune în contrast celulele bazate pe chimia Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 (“NMC 532”) cu LiFePO4. Acesta din urmă este chimia „Lithium Iron Phosphate” (alias LFP) pe care Tesla o folosește în prezent în mașinile model 3 standard construite în China, importate în Europa. Chimia LFP are o densitate de energie mai mică decât alternativele de litiu-ion mai răspândite, dar este mai ieftină, mai durabilă și, se presupune, de asemenea, mai sigură. LFP poate dura până la 12,000 de cicluri de încărcare-descărcare, așa că a-l bate în această privință nu este o ispravă rea. Celulele NMC 532 de la Dahn nu au prezentat nicio pierdere de capacitate după aproape 2,000 de cicluri. Lucrarea extrapolează acest lucru pentru a implica o durată de viață de 100 de ani (evident că nu au testat bateria atât de mult).

Dahn a prezentat, de asemenea, o prezentare principală în martie la seminarul internațional de baterie din Orlando, Florida, unde el a vorbit despre o „baterie de 4 milioane de mile”. Aceasta a inclus unele dintre constatările din ziar, înainte de lansarea sa luna aceasta. Dahn avea a promis anterior „bateria de un milion de mile”, și a testat celule pe baza chimiei sale ajustate din octombrie 2017. Aparent, acestea au fost puternice și, după 4.5 ani de cicluri continui la temperatura camerei, au văzut doar 5% degradare. Acest lucru ar însemna că ar putea alimenta un EV timp de 4 milioane de mile înainte de a trebui să fie înlocuiți.

O parte din motivele longevității este trecerea de la catozii policristalini la monocristali, care nu se descompun atât de rapid în timpul ciclului de încărcare-descărcare. Chimia NMC 532 Dahn folosește contraste cu chimia NMC 811 folosită în prezent de LG Chem, care are opt părți de nichel în catozii pentru fiecare parte de mangan și cobalt. Anul trecut, Tesla Model Y a trecut de la NMC 811 la celulele chimice NCMA ale LG Chem, alias „nichel ridicat”. Acestea sunt scumpe în comparație cu LFP sau NMC 811, dar oferă cea mai mare densitate pentru cea mai lungă rază. Chimia NCMA folosește nichel, cobalt, mangan și aluminiu pentru catozii săi, dar majoritatea este nichel (89%).

Chimia NMC 532 pe care Dahn a testat promite un alt salt înainte în tehnologia bateriilor. Cu toate acestea, mașinile nu trebuie să reziste 100 de ani și nici nu trebuie să parcurgă 4 milioane de mile. Având în vedere că vârsta medie a vehiculului în SUA este de 12 ani făcând 14,000 de mile pe an, distanța medie pe viață parcursă de o mașină americană este de 168,000 de mile, iar în Europa este mult mai mică. Așadar, în realitate, bateriile cu durabilitate de 4 milioane de mile vor permite aplicații precum vehicul-la-rețea, care vor crește rata de încărcare-descărcare. Dar este mai probabil ca acestea să fie cele mai utile pentru stocarea energiei statice în case și pentru capacitatea de tamponare a rețelei de la o sursă intermitentă de surse regenerabile.

Pasionații de hidrogen susțin adesea că bateriile sunt doar un rezerve până când vehiculele electrice cu celule de combustie și sistemele de stocare a hidrogenului ajung la curent. Dar, având loc toată dezvoltarea tehnologiei bateriilor, hidrogenul este probabil să fie prea puțin, prea târziu când ajunge în volum pentru transport. Tehnologii precum acelea la care lucrează Dahn, alături dezvoltări de sulf de litiu precum de la Theion și tehnologie de încărcare ultra-rapidă, cum ar fi StoreDot, va însemna că în doar câțiva ani bateriile au rezolvat toate problemele puse împotriva lor.