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特斯拉可用100年的NMC电池比LFP电池好在哪里?怎么实现的?

2022-06-08 14:37:45 胡安 阅读:
该电池在寿命上直接秒杀了LPF电池,同时还保留了自身受欢迎的其他特性,比如更高的能量密度,这使得电动汽车可以用更少的电池行驶更长的距离。

特斯拉长达七年的合作伙伴、达尔豪西大学教授杰夫·达恩(Jeff Dahn)的实验室近期在《电化学学会杂志》SCI期刊上发表一篇论文——《Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 as a Superior Alternative to LiFePO4 for Long-Living Low Voltage Li-Ion Cells 》,称他所在的团队已经创造了一种全新的电池设计。 eBdednc

达恩博士在 1980 年代开创了锂离子电池科学,是 65 项已颁发或已申请专利的发明的共同发明人。 被公认为锂离子电池的先驱开发者之一。eBdednc

多年来,该课题组一直保持与特斯拉合作从事电池的研究,为电动汽车和能源储存带来更持久、更快充电、更便宜的电池。这次论文的发布是一个里程碑式的成果,详细介绍如何使 NMC 电池单元的性能平衡到低于传统电压的操作,并与 LFP 电池单元进行比较,在两种电池单元类型中实现了相似的正极电压和全负极利用。eBdednc

  • 从2015年开始,达尔豪斯大学(Dalhousie University)研究人员便与特斯拉合作开发新锂离子电池,签订了 5 年的研究合作伙伴合同。
  • 2019 年,达恩教授等学者首次提出 EV 电池在需要更换之前可能持续使用 100   万英里。达恩教授也与特斯拉在电池研发方面保持着密切的合作。 
  • 2021 年,双方进行了五年的合同续约,,双方的合作将持续到2026年,继续在锂电技术研发上进行保持合作伙伴关系。
  • 今年3月,达恩曾在演讲中提到了400万英里(约643万千米)寿命的电池。市场评论称,如果达恩的发明成真,NMC 532将成为电池技术的又一次飞跃。

在特斯拉中国工厂的Model 3车型中,用的是磷酸铁锂(LFP)电池,可充放电多达1.2万次。与其它常见的锂离子电池相比,其能量密度较低,但是成本低、寿命长,而且也更安全。eBdednc

达恩这次发明的电池也是基于锂离子,但含有5:3:2的镍、锰、钴等成分,因此被称为NMC 532型电池。eBdednc

与LFP电池相比,NWC电池有更好的库仑效率、更棒的充电衰减、更高的充电密度,在25摄氏度时NMC 532电池在近2,000次充电——且放电循环后没有出现显著的损失,这就意味着它可能有超过100年的使用寿命,表现得比LFP电池优秀太多。这样,电池可以在需要回收之前重新安装在其他几辆汽车上。eBdednc

该电池在寿命上直接秒杀了LPF电池,同时还保留了自身受欢迎的其他特性,比如更高的能量密度,这使得电动汽车可以用更少的电池行驶更长的距离。eBdednc

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论文称,正在研究的NMC 532可以在3.8V的较低电压下工作,这大大延长了电池的寿命。另外,兼容双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)盐电解质的NMC 532电池避免了高压腐蚀问题,在高温下表现出优异的寿命,远远超过传统LiPF6电解质。eBdednc

在能量密度方面,NMC 532达到了495瓦时每升,高于LFP的425瓦时每升。这意味着搭载该电池的汽车可以用体积更小的电池行驶更长的距离。eBdednc

量产可行性

尽管今天,特斯拉正在 100% 回收其电池,但它努力尽可能延长电池的使用寿命,因为这是最可持续的选择。目前,特斯拉汽车中的电池可以使用约 20 万英里,即 20 多年,然后充电容量开始下降 20% 以上。eBdednc

不过,鉴于汽车的平均寿命只有十年左右,可能用不上寿命超过100年的电池。最多可以在需要回收之前在新车型中重复使用——甚至可能多次重复使用。eBdednc

并且由于钴资源日益匮乏,镍钴锰酸锂电池的价格可能较为昂贵,很难承担。但有观点认为这项技术可以支持静态能量存储,因为新电池技术所需的较高成本将被延长的使用寿命所抵消。eBdednc

美国政府近日宣布了多项新政策促进清洁能源发展,NMC 532可以担任家庭房屋的能量存储电池,增加当地可再生能源电网的稳定性。 eBdednc

那么,特斯拉将来什么时候会把该项技术投入到实际量产车呢?目前来说,新电池成本目前比 LFP 电池更高,并且可能不具备电动汽车所需的功率特性,所以实际应用可能还需要时间。 eBdednc

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责编:Echo
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