Eine neue Studie zeigt, dass Batterien 100 Jahre halten könnten

Teslas Batterieforschungszweig mit Sitz in Kanada hat Anfang dieses Monats ein Papier veröffentlicht, das Einzelheiten zu einem Batteriedesign enthält, das uns 100 Jahre lang dienen könnte, Elektrek gemeldet.

Da die Welt versucht, die CO2-Emissionen zu reduzieren, ist der elektrische Transport eine der Möglichkeiten, die angepriesen werden, um die Emissionsziele zu erreichen, die sich die Länder selbst gesetzt haben. Um sicherzustellen, dass dies nachhaltig ist, müssen die Länder gleichzeitig auf erneuerbare Energiequellen umsteigenHersteller von Elektrofahrzeugen müssen sicherstellen, dass die Autos selbst nicht zu einem Grund zur Besorgnis.

Teslas Verbindung mit dem Weltmarktführer in Batterietechnologie

Tesla von Elon Musk hat sich mit Jeff Dahn, einem der weltweit führenden Experten für Batterietechnologie, zusammengetan. Als einer der Pioniere der Lithium-Ionen-Batterien, die heute in den meisten Elektrogeräten verwendet werden, hat Dahn an Li-Ionen-Batterien gearbeitetseit sie erfunden wurden.

Dahn arbeitet an der Dalhousie University in Halifax, Kanada, und Tesla richtete an der Universität seine Abteilung Advanced Battery Research ein, um von Dahns Fachwissen auf diesem Gebiet zu profitieren. Dahn wurde der kommerzielle Erfolg von Li-Ionen-Batterien zugeschrieben, nachdem er gearbeitet hattezur Verlängerung ihrer Lebenszyklen.

Jetzt, da diese Batterien ein durchschlagender Erfolg und die Grundlage für Elektromobilität sind, hat Dahn daran gearbeitet, ihre Energiedichte und Haltbarkeit zu erhöhen.

Was ist die Energiedichte einer Batterie?

Energiedichte ist die Energiemenge, die in einer Volumeneinheit Kraftstoff gespeichert werden kann. Dies ist eine wichtige Kennzahl für ein Elektrofahrzeug, da sie seine Reichweite bestimmt. Eine Batterie mit geringerer Energiedichte würde einen größeren Batteriesatz benötigen, um a zu fahrengegebenen Abstand. Umgekehrt würde eine Batterie mit höherer Energiedichte weniger Platz im Auto einnehmen und gleichzeitig die mit Elektrofahrzeugen verbundene Reichweitenangst angehen.

Es ist erwähnenswert, dass fossile Brennstoffe wie Benzin die höchste der Menschheit bekannte Energiedichte und von Menschenhand hergestellte Batteriepacks haben.weniger als hundertmal so energiedicht als fossile Brennstoffe. Die Auswirkungen fossiler Brennstoffe auf das Klima waren jedoch zu groß, um sie zu ignorieren, und wir müssen daran arbeiten, die Batterietechnologie, die wir heute haben, zu verbessern.

Dahns Arbeit in diesem Bereich hat bereits viele Patente und Papiere für Tesla hervorgebracht, Elektrek berichtet. Eine aktuelle Veröffentlichung in der Zeitschrift der Elektrochemischen Gesellschaft liefert Einzelheiten zu einem neuen Typ von Batteriezellen, die den verwendeten Lithium-Ionen-Zellen weit überlegen sein können.

Das Papier spricht über Batteriechemie, die Nickel in seiner Mischung wodurch eine hohe Energiedichte ins Bild gebracht wird, die eine höhere Reichweite für Elektrofahrzeuge gewährleisten kann. Interessanterweise zeigen diese Batterien auch eine längere Lebensdauer als Li-Ionen-Batterien, wenn sie bei verschiedenen Temperaturen geladen werden. In einer hypothetischen Situation, in der die Batterie bei a verwendet wirdTemperatur von 25 Grad zu jeder Zeit, die Batterielebensdauer könnte 100 Jahre überschreiten, so das Papier.

In der Vergangenheit wurden Nickelbatterien mit Kobalt verwendet. Allerdings mit Bedenken wegen KobaltDie Forscher fanden heraus, dass ihr neues Batteriedesign die gewünschten Ergebnisse liefern und mit wenig oder sogar ohne Kobalt in der Batteriezusammensetzung gleich gut funktionieren würde.

Daher ist es kaum verwunderlich, dass sich Tesla kürzlich dafür entschieden hat, die Zusammenarbeit mit Dahns Gruppe bis 2026 auszuweiten. Wir können sicher sehen, dass Tesla die Reichweitenerwartungen in Zukunft übertreffen wird.

Studienzusammenfassung:

Einkristall Li[Ni_0,5Mn_0,3Co_0,2]O₂//Graphit NMC532-Beutelzellen mit nur ausreichend Graphit für den Betrieb bis 3,80 V statt ≥4,2 V wurden zyklisch mit Aufladung auf entweder 3,65 V oder 3,80 V gefahren, um den Vergleich mit LiFePO zu erleichtern₄//Graphit-LFP-Beutelzellen aufgrund eines ähnlichen maximalen Ladepotentials und einer ähnlichen Ausnutzung der negativen Elektrode. Die NMC532-Zellen haben, wenn sie nur mit ausreichend Graphit konstruiert sind, um auf 3,80 V aufgeladen zu werden, eine Energiedichte, die die der übersteigtLFP-Zellen und eine Zykluslebensdauer, die die der LFP-Zellen bei 40 ° C, 55 ° C und 70 ° C deutlich übertrifft. Eine hervorragende Lebensdauer bei hohen Temperaturen wird mit Elektrolyten gezeigt, die Lithium-bisfluorsulfonylimid LiFSI-Salz enthalten,weit über denen herkömmlicher LiPF₆ Elektrolyte. Ultrahochpräzisions-Coulometrie und elektrochemische Impedanzspektroskopie werden verwendet, um die Zyklusergebnisse zu ergänzen und die Gründe für die verbesserte Leistung der NMC-Zellen zu untersuchen. NMC-Zellen, insbesondere solche, die ausgeglichen und auf 3,8 V geladen sind, zeigen eine bessere Coulomb-Effizienz, wenigerKapazitätsverlust und höhere Energiedichte im Vergleich zu LFP-Zellen und sollen bei 25 °C eine Lebensdauer von fast einem Jahrhundert erreichen.