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特斯拉如何備戰下一代動力電池?

   2019-08-13 高工鋰電技術與應用

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核心提示:雖然Maxwell主要以生產超級電容器而聞名,但業內認為特斯拉對Maxwell用于鋰離子電池的新型干電極技術更感興趣。特斯拉的成功得益

雖然Maxwell主要以生產超級電容器而聞名,但業內認為特斯拉對Maxwell用于鋰離子電池的新型干電極技術更感興趣。

特斯拉的成功得益于其先進的動力電池技術,目前其電池技術又獲得了新的突破。

外媒報道稱,特斯拉電池專家Jeff Dahn(杰夫達恩)及其團隊發布研究報告稱,他們與合作伙伴開發出了一種比固態電池能量密度更高且更穩定的新型鋰電池,這或許將改變下一代動力電池技術的發展路線。

該技術報告的全稱為:LiDFOB/LiBF4液態電解質無陽極鋰金屬電池研究報告。其中核心的信息顯示,此前很多研究對于下一階段的鋰金屬電池不看好,認為電池中使用的傳統液態電解質必須由固態電解質代替,以保持長期穩定循環所需的壽命和高能量密度。

報告顯示,實現鋰金屬負極的另一個潛在途徑是使用固態電解質,這被許多研究認為是未來最可行的技術手段。但目前固態電解質在多次充放電后無法實現穩定無枝晶的狀態(穩定性),同時在大規模量產方面也存在問題,生產線動輒就需要數十億美元的投入。

而Jeff Dahn與其團隊在試驗中發現,采用LiDFOB/LiBF4液態電解質的無負極鋰金屬電池在90次充放電循環后,仍可以剩余80%的電池容量和較高的穩定性,在能量密度上也并不亞于固態電池。即使在50次充放電循環后,液態電解質也可以實現無密度樹枝狀的鋰形態,包括密集填充的色譜柱。

這意味著導致電池發生短路起火的鋰枝晶被消除或極大減少了,從而提高了鋰電池的安全性。

報告中還提到了如何解決用鋰金屬取代傳統石墨負極而不必使用固態電解質的問題。

眾所周知,特斯拉使用的是高比能18650電池,新車型Model 3使用的是能量密度更高的21700電池。特斯拉采用液冷式熱管理系統設計能夠確保其電池以最高效率、最優化狀態運行,從而最大化電池壽命以及效能表現。

而此次特斯拉宣稱研發出了比固態電池能量密度更高、壽命更長、成本更低的新型鋰電池,有助于進一步提升其產品競爭力。

但特斯拉是否會采用該新型電池以替代圓柱電池還不得而知,在正式商業化量產之前也要經過足夠的驗證和測試。

值得注意的是,除了該新型鋰電池之外,特斯拉還在采用其它技術研發新的電池。

外媒報道稱,電動汽車制造商特斯拉首席執行官埃隆•馬斯克(Elon Musk)暗示,或者說幾乎已經證實,該公司正在利用從麥克斯韋(Maxwell)那里收購的新技術自主開發電池。

雖然Maxwell主要以生產超級電容器而聞名,但業內認為特斯拉對Maxwell用于鋰離子電池的新型干電極技術更感興趣。

Maxwell在去年發表的一篇“干電極涂層技術”論文中,Maxwell的首席化學家和電池科學家描述了他們的涂層技術:與傳統的漿液澆注濕涂層電極不同,澆注的DBE電極具有顯著的高負載,并能產生厚電極,在不影響物理性能和電化學性能的情況下,實現高能量密度電池。與濕涂電極相比,Maxwell的DBE電極具有更好的放電速率性能。

Maxwell通過生產具有出色的長期電化學循環性能的堅固的自支撐干涂層電極薄膜,以及大于10Ah容量的大型袋式電池原型,證明了其可擴展性。

Maxwell宣稱,在2c放電條件下,一組包含干涂層電極的五個電池的容量保持率在90%以上。至于耐用性,Maxwell公司聲稱,其電池技術在經過近1500充放電次循環后,仍可保持近90%的容量

此外,Maxwell還聲稱,其電極能使當前演示單體電池的能量密度超過300 Wh/kg,并且它們能看到超過500 Wh/kg的實現路徑。

由此可見,特斯拉正在通過多種路徑研發新型鋰電池或者其它電池技術,目的是將電池核心技術掌握在自己手中。盡管特斯拉并沒有表明是否會自己生產電池,但公司正在逐步掌握先進電池的研發和生產能力,以確保其在電動汽車領域保持領先優勢和地位。



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