特斯拉研究人員展示了 100 年、4 萬英里的電池

電動汽車最大的擔憂之一是幾年後需要更換電池，費用高昂。 畢竟，您的智能手機電池可能會在短短三年內變得更好。 但特斯拉的一位研究人員在展示了可能比大多數人壽命更長的電池後，準備一勞永逸地將這個想法付諸實踐。

特斯拉愛好者可能已經聽說過傑夫·達恩 (Jeff Dahn)。 他是達爾豪斯大學的教授，自 2016 年以來一直是特斯拉的研究合作夥伴。他的重點是提高鋰離子電池的能量密度和使用壽命，並降低其成本。 達恩和他的研究團隊的同事似乎已經承受了巨大的壓力。 在 發表在《電化學學會雜誌》上的論文，該小組聲稱已經創造了一種電池設計，在適當的條件下可以持續 100 年。

Dahn 的論文將基於 Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 化學（“NMC 532”）的電池與 LiFePO4 進行了對比。 後者是特斯拉目前在進口到歐洲的中國製造的標準 Model 3 汽車中使用的“磷酸鐵鋰”（又名 LFP）化學物質。 磷酸鐵鋰化學物質的能量密度比更廣泛使用的鋰離子替代品低，但更便宜、更耐用，而且據稱也更安全。 LFP 可以持續長達 12,000 次充放電循環，因此在這方面擊敗它絕非易事。 Dahn 的 NMC 532 電池在近 2,000 次循環後沒有表現出容量損失。 該論文推斷這意味著 100 年的使用壽命（他們顯然沒有測試電池那麼久）。

達恩還在三月份在佛羅里達州奧蘭多舉行的國際電池研討會上發表了主題演講。 談論“4萬英里電池”。 這包括本月發布的論文中的一些發現。 達恩有 此前承諾的“百萬英里電池”自 2017 年 4.5 月以來，他一直在根據他調整後的化學成分測試電池。顯然，它們一直很強大，在室溫下連續循環 5 年之後，它們只出現了 4% 的退化。 這意味著它們可以為電動汽車提供 XNUMX 萬英里的動力，然後才需要更換。

長壽的部分原因是從多晶陰極轉向單晶陰極，單晶陰極在充放電循環中不會很快損壞。 Dahn 使用的 NMC 532 化學物質與 LG Chem 目前使用的 NMC 811 化學物質形成對比，後者在其陰極中含有八份鎳，每份錳和鈷。 去年，特斯拉 Model Y 從 NMC 811 更換為 LG Chem 的 NCMA 化學電池，又稱“高鎳”。 與 LFP 或 NMC 811 相比，它們價格昂貴，但提供最高密度和最長距離。 NCMA 化學使用鎳、鈷、錳和鋁作為陰極，但大多數是鎳 (89%)。

Dahn 一直在測試的 NMC 532 化學物質有望推動電池技術的又一次飛躍。 然而，汽車不需要使用 100 年，也不需要行駛 4 萬英里。 考慮到 美國的平均車齡為 12 年 如果每年行駛 14,000 英里，美國汽車的平均使用壽命為 168,000 英里，而在歐洲則要少得多。 因此，實際上，具有 4 萬英里耐久性的電池將使車輛到電網等應用成為可能，從而提高充放電循環率。 但它們更有可能對房屋靜態儲能和間歇性可再生能源供應的電網緩衝能力最有用。

氫愛好者經常認為，在燃料電池電動汽車和氫存儲系統成為主流之前，電池只是權宜之計。 但隨著電池技術的不斷發展，氫氣在大量運輸時可能會太少、太晚。 達恩正在開發類似的技術 鋰硫開發，例如 Theion 和 超快速充電技術，例如 StoreDot 的，將意味著在短短幾年的時間內電池已經解決了它們面臨的所有問題。