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特斯拉新研究:馬斯克所說的百萬英里電池或將很快成為現實

  原標題:特斯拉新研究:馬斯克所說的百萬英里電池或將很快成為現實

 

  馬斯克曾承諾,公司很快就能生產出壽命達到100萬英里的電池,是目前預期的兩倍多。

 

  9月24日消息,據國外媒體報道,與特斯拉達成獨家合作協議的達爾豪斯大學電池研究人員日前發布的新研究稱,其開發的新型鋰離子電池能夠為電動汽車提供超過100萬英里的總里程。而特斯拉隨之也申請了一項新型電池專利,這意味著特斯拉首席執行官埃隆?馬斯克(Elon Musk)所說的百萬英里電池或將很快成為現實。

 

  馬斯克曾承諾,公司很快就能生產出壽命達到100萬英里的電池,是目前預期的兩倍多。最新研究表明對此他并沒有夸口。

 

  去年4月份,馬斯克承諾,特斯拉很快就能讓其電動汽車電池的使用壽命超過100萬英里。這是特斯拉汽車目前電池壽命的兩倍多,這因此聽起來似乎有點夸大其詞。但本月早些時候,與特斯拉達成獨家合作協議的達爾豪斯大學電池研究人員在《電化學學會雜志》上發表了一篇論文,其中描述的一種鋰離子電池“應該能夠為電動汽車提供超過100萬英里的行駛里程”,而且在整個使用周期中電池容量衰減不會超過10%。

 

  這項研究是由世界主要鋰離子電池專家之一、物理學家杰夫·達恩(Jeff Dahn)領導的達爾豪西小組完成的。他們指出,其開發的電池適用于自動駕駛出租車和長途電動卡車。

特斯拉新研究:馬斯克所說的百萬英里電池或將很快成為現實

  達恩和他的同事在論文中寫道:“我們提供了相關電池的詳細信息,其中包括電極成分、電極負載、電解質成分、使用的添加劑等。”“這樣做是為了讓其他人能夠重建這種電池,并將它們用作研發工作的基準。”

 

  在電動汽車行業,電池化學成分往往嚴密保密。但達恩的研究團隊為什么會公開這種先進的電池配方呢?根據達恩團隊一名前成員的說法,可能是因為特斯拉已經擁有至少相關電池專利,且性能還要優于論文中所描述的成果。事實上,在論文發表后不久,特斯拉就獲得了一項鋰離子電池的專利,與論文中描述的鋰離子電池非常相似。達恩也被列為發明者之一。

 

  論文中所述的鋰離子電池使用鋰鎳錳鈷氧化物(NMC)作為電池正極,同時使用人造石墨作為負極。而電池的電解質由鋰鹽和其他化合物混合而成。

 

  眾所周知,NMC加石墨的化學物質能夠提高鋰離子電池的能量密度和壽命。因此電池內電解質和添加劑的混合物最終成為了商業機密。正如論文所述,這些材料在業界也是眾所周知的。沒有參與這項研究的斯堪尼亞集團鋰離子電池專家馬特·萊西說:“秘密就是沒有秘密!”

 

  達恩的團隊通過對這些常見成分進行大量優化,以及調整電池陰極的納米結構,實現了電池性能的巨大提升。這種電池并沒有使用許多較小的NMC晶體作為正極,而是應用了較大的NMC晶體。曾在達恩實驗室攻讀博士學位的馬琳(音譯,Lin Ma)參與了電池陰極的開發。她表示,這種“單晶”納米結構在電池充電時不太可能產生裂紋,正極材料的裂紋會降低電池的壽命和性能。

 

  通過與特斯拉的合作,達恩團隊的任務是制造比現有市場上電池能量密度更大、使用壽命更長的鋰離子電池。在電動汽車中,這些指標反映的是單次充電的續航里程以及電池的重復充電次數。一般來說,能量密度和電池壽命之間有一個平衡——如果你想要更多的能量密度,可充電次數就會減少。

 

  鋰離子電池的能量密度是特斯拉Model 3等大眾電動汽車最重要的品質之一。顧客希望單次充電就可以跑更遠的距離。特斯拉新車單次充電最多可以跑370英里(約合600公里),這遠遠超出了其他公司電動汽車的行駛里程。根據美國人的平均通勤時間,達恩估計大多數電動汽車車主每天只會使用四分之一的電池容量。但要打造一支自動駕駛出租車或長途電動卡車車隊,特斯拉將需要一種每天都能完成整個充放電周期的電池。

 

  問題是,每天完全充放電會給電池帶來更大挑戰,使其組件性能退化得更快。長途電動卡車和自動駕駛出租車每天的行駛里程將超過普通通勤者,這就是馬斯克希望電池壽命能夠達到100萬英里的原因。

 

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