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來(lái)源: 澎湃新聞 當豐田高調宣布將要在2027年實(shí)現充電10分鐘續航1200公里的全固態(tài)電池量產(chǎn)裝車(chē)時(shí)，特斯拉卻默默在改進(jìn)傳統的液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池上下功夫。 據autoevolution網(wǎng)站報道，特斯拉一直支持的加拿大哈利法克斯達爾豪斯大學(xué)(Dalhousie University in Halifax)的一個(gè)電池研究實(shí)驗室，最新在單晶無(wú)鈷正極的鋰離子電池技術(shù)上取得了進(jìn)展。 “特斯拉被認為是鋰離子電池技術(shù)最先進(jìn)的公司之一。安裝在其車(chē)輛上的電池是市場(chǎng)上性能最好、最耐用的電池之一。很少有人知道，特斯拉在這一領(lǐng)域的許多技術(shù)成就都歸功于鋰離子電池開(kāi)發(fā)的先驅杰夫·達恩(Jeff Dahn)。達恩現在領(lǐng)導著(zhù)加拿大哈利法克斯達爾豪斯大學(xué)(Dalhousie University in Halifax)的一個(gè)電池研究實(shí)驗室，在20世紀70年代末開(kāi)始研究鋰離子電池�！盿utoevolution網(wǎng)站介紹。2015年，達恩和團隊與特斯拉簽署了合作協(xié)議，自此以后保持著(zhù)密切的關(guān)系。自2016年以來(lái)，特斯拉在達爾豪斯資助了幾項電池研究工作。特斯拉的鋰離子電池專(zhuān)利申請中，至少有六項將達恩和他的團隊成員列為共同發(fā)明人。 根據杰夫·達恩(Jeff Dahn)最新發(fā)表在《電化學(xué)學(xué)會(huì )雜志》( Journal of Electrochemical Society)上的一篇論文，杰夫·達恩和他的團隊正在研究一種獨特的不含鈷的單晶正極材料。在鎳鈷錳三元鋰離子電池中，單晶正極材料比多晶正極材料具有更長(cháng)的生命周期。原因是多晶材料在多次循環(huán)后會(huì )產(chǎn)生顆粒微裂紋，這大大降低了電池的壽命。單晶材料即使在1000次循環(huán)后也很少出現微裂紋。 不過(guò)，單晶正極材料目前仍然非常昂貴，其大約占整個(gè)電池成本的76%，占電池組成本的55%，這使得其的商業(yè)應用存在嚴重障礙。于是，達恩和他的團隊提出了一個(gè)解決方案，通過(guò)從化學(xué)成分中去除昂貴的鈷元素來(lái)降低成本。 最終，團隊發(fā)明了一種不含鈷的單晶層狀氧化物正極材料，被稱(chēng)為NM64，因為它含有60%的鎳和40%的錳。特斯拉現在使用的是鎳鈷錳811三元正極材料，將鎳含量從80%降低到60%可以進(jìn)一步降低成本。 
有趣的是，單晶NM64正極材料是用一種簡(jiǎn)單的全干法合成工藝生產(chǎn)的，不需要水，不需要中間化學(xué)品，產(chǎn)生的廢物很少。但這與特斯拉為4680電池開(kāi)發(fā)的干電極工藝不同。據研究，該電池具有優(yōu)異的高電壓穩定性，最高可達4.4伏。該研究還發(fā)現，在正極上添加0.3%的鎢涂層可以提高循環(huán)穩定性。
特斯拉的4680電池
材料的制作工藝流程 這種新的正極材料生產(chǎn)起來(lái)很簡(jiǎn)單，目前的商業(yè)生產(chǎn)設施可以相對容易采用這種新的生產(chǎn)技術(shù)。這將減少制造正極材料所需的復雜性、成本和時(shí)間。 Autoevolution評論說(shuō)，盡管目前全球的目光都被豐田汽車(chē)的全固態(tài)電池所吸引，但舊的液體電解質(zhì)鋰離子電池仍有生命力。不過(guò)，在特斯拉電動(dòng)汽車(chē)上看到這項技術(shù)可能還需要一段時(shí)間。 |
