可充电电池是电动汽车和电网存储(例如,停电期间的备用电源,作为微电网的一部分等)的储能系统的组成部分。基于应用,储能系统需要不同的属性,可能需要权衡电池系统的化学性质,以创建适合特定应用的系统。例如,在汽车应用中,尤其是在电动汽车中,快速充电和放电的能力是系统的重要属性。电动汽车的拥有者可能需要在交通中快速的加速,这需要具有使系统快速放电的能力。此外,快速的充电和放电对系统提出了要求,因此还可能需要选择系统的组件以在这种操作条件下提供足够的使用寿命。
汽车的平均寿命为15万英里(24万公里)。普通驾驶员每年行驶13 500英里,这意味着汽车可持续使用大约11年。现在想象一下,您有一辆可以持续行驶40万或80万,甚至100万英里的车子,怎么样?你的汽车可以使用一生。
今年4月,Elon宣布,特斯拉将很快由寿命超过100万英里的电池供电。 “目前的电池组大约有30万到50万英里,明年可能投入生产的新电池组将专门为100万英里的运行而设计,” Elon说。
今年9月,Dalhousie University(达尔豪斯大学)的一组电池研究人员在特斯拉的支持下发表了一篇论文,描述了一种非常特殊的电池,~ “应该能够为电动汽车供电超过100万英里”,图片一为专利图。不久之后,特斯拉申请了一项电池专利,该电池的电池组成与论文中的相似。特斯拉于2018年8月7日提交了专利申请,并于2019年9月12日发布了专利申请。“本次公开涉及可再充电电池系统,更具体地涉及这种系统的化学性质,包括有效的电解质添加剂和电极,以改善可再充电锂离子电池系统的性能。具有两种添加剂混合物的改进的电池系统,包括在电解质溶剂中,该电解质溶剂是碳酸盐溶剂,有机溶剂,非水溶剂,乙酸甲酯或它们的组合。改进的电池系统的正极可以由锂镍锰钴化合物形成,而改进的电池系统的负极可以由天然或人造石墨形成。” 有不少达尔豪斯大学的研究人员都被列为发明者。
那么,这是Elon需要的电池吗?本文介绍了在新的电池单元配方和化学上的多年测试结果。研究小组说,对电池进行测试的结果“远胜于”其他锂离子电池。
电池科学是实验中的一项练习。正确调整电池常用元素的组合和效率可能会产生很大的效果。除了成功的组合外,100万英里电池还使用大型晶体,而不是许多小型晶体。电池充电时,这种单晶纳米结构不太可能产生裂纹。裂纹会导致电池的使用寿命和性能下降。
电池的寿命以放电周期来衡量。使用等于电池电量100%的电量是一个循环。在典型的锂离子电池只能给出1000~2000个放电周期的情况下,测试表明,100万英里电池在1000个放电周期后仍有95%的寿命,而在4000个放电周期后约有90%的寿命。参考图片二。
你可能在想:“太棒了!”,“我们有了伟大的电池!”而你说得对。这是一个很棒的电池,但是我们不会在特斯拉中看到这种版本的电池。
特斯拉必须先整理一桩重要的事情,才能在汽车上使用这种电池。这种化学单元使用了大量的钴,钴是电池开发中的一种流行元素,具有固有的挑战。第一,钴很快会耗尽,因此非常昂贵。第二,开采钴是危险的,一些钴矿发现剥削童工。特斯拉正试图从其电池中完全消除钴。
因此,如果这是无法成功的,那么推出专利的意义何在?这表明我们已经接近获得可以续航100万英里并且可以在特斯拉中使用的电池了,这种电池更便宜,并且钴含量可能更低。一个重大的公告即将到来。具体来说,我们正在等待特斯拉的电池和动力传动系统投资者日,该日已推迟至2020年初。该论文和专利代表了电池技术的重大进步,无疑是实际100万英里电池组的序言,在未来几年内将安装于特斯拉。
这个电池对Tesla的半挂卡车semi是最大的利好。可以查看36氪的文章《续航 160 万公里,特斯拉的最后一张底牌》。当然储能产品也因为循环次数的提高而延长寿命。对普通汽车来说,新电池会使汽车在整个生命周期续航几乎没有下降。Tesla已经收购了maxwell,下一步就是提高能量密度,推出自己的电池。电池、整车、自动驾驶芯片、太阳能板、电能存储,全产业链垂直整合。

