Teslan tutkija esitteli 100 vuoden, 4 miljoonan mailin akun

Yksi sähköautojen suurimmista huolenaiheista on, että akut on vaihdettava muutaman vuoden kuluttua suurella kustannuksella. Loppujen lopuksi älypuhelimesi akku on todennäköisesti nähnyt parempia päiviä jopa kolmen vuoden sisällä. Mutta Teslan tutkija valmistautuu panemaan tämän idean kosketukseen lopullisesti, kun hän on osoittanut akkuja, jotka voisivat mahdollisesti elää useimpia ihmisiä kauemmin.

Tesla-harrastajat ovat todennäköisesti jo kuulleet Jeff Dahnista. Hän on professori Dalhousie-yliopistossa ja ollut Teslan tutkimuskumppani vuodesta 2016 lähtien. Hänen painopisteensä on ollut lisätä litiumioniakkujen energiatiheyttä ja käyttöikää sekä alentaa niiden kustannuksia. Dahn näyttää osuneen emäkuormaan yhdessä tutkimusryhmänsä kollegoiden kanssa. Sisään Journal of the Electrochemical Society -lehdessä julkaistu artikkeli, ryhmä väittää luoneensa akun suunnittelun, joka voisi kestää 100 vuotta oikeissa olosuhteissa.

Dahnin paperi vertailee Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2-kemiaan ("NMC 532") perustuvat solut LiFePO4:lle. Jälkimmäinen on "Lithium Iron Phosphate" (alias LFP) kemia, jota Tesla käyttää tällä hetkellä Kiinassa rakennetuissa Eurooppaan tuoduissa vakiomalli 3 -autoissa. LFP-kemian energiatiheys on pienempi kuin yleisimmillä litiumionivaihtoehdoilla, mutta se on myös halvempi, kestävämpi ja väitetysti turvallisempi. LFP voi kestää jopa 12,000 532 lataus-purkausjaksoa, joten sen lyöminen tässä suhteessa ei ole mikään kova saavutus. Dahnin NMC 2,000 -kennoissa ei havaittu kapasiteetin menetystä lähes 100 XNUMX syklin jälkeen. Paperi ekstrapoloi tämän viittaamaan XNUMX vuoden käyttöikään (he eivät ilmeisesti ole testanneet akkua niin kauan).

Dahn piti myös pääpuheenvuoron maaliskuussa kansainvälisessä akkuseminaarissa Orlandossa, Floridassa, missä hän puhui "4 miljoonan mailin akusta". Tämä sisälsi joitain lehden havaintoja ennen sen julkaisua tässä kuussa. Dahnilla oli aiemmin luvattu "miljoonan mailin akku", ja on testannut soluja säädetyn kemian perusteella lokakuusta 2017 lähtien. Ilmeisesti ne ovat menneet vahvasti ja 4.5 vuoden jatkuvan pyöräilyn jälkeen huoneenlämmössä ne ovat hajonneet vain 5 %. Tämä tarkoittaisi, että ne voisivat käyttää sähköautoa 4 miljoonaa mailia ennen kuin ne tarvitsevat vaihtaa.

Osa pitkäikäisyyden syistä on siirtyminen monikiteisistä yksikiteisiin katodeihin, jotka eivät hajoa niin nopeasti lataus-purkaussyklin aikana. NMC 532 -kemia Dahn käyttää kontrasteja LG Chemin tällä hetkellä käyttämän NMC 811 -kemian kanssa, jonka katodeissa on kahdeksan osaa nikkeliä kutakin mangaanin ja koboltin osaa kohti. Viime vuonna Tesla Model Y vaihtoi NMC 811:stä LG Chemin NCMA-kemiallisiin kennoihin, eli "korkean nikkelin". Nämä ovat kalliita verrattuna joko LFP:hen tai NMC 811:een, mutta tarjoavat suurimman tiheyden pisimmällä kantamalla. NCMA-kemia käyttää katodeissa nikkeliä, kobolttia, mangaania ja alumiinia, mutta suurin osa on nikkeliä (89 %).

Dahnin testaama NMC 532 -kemia lupaa uuden harppauksen akkuteknologiassa. Autojen ei kuitenkaan tarvitse kestää 100 vuotta, eikä niiden tarvitse myöskään ajaa 4 miljoonaa mailia. Ottaen huomioon autojen keski-ikä Yhdysvalloissa on 12 vuotta Kun ajetaan 14,000 168,000 mailia vuodessa, amerikkalaisen auton keskimääräinen elinikäinen ajomatka on 4 XNUMX mailia, ja Euroopassa se on paljon vähemmän. Todellisuudessa XNUMX miljoonan mailin kestävillä akuilla voidaan siis käyttää sellaisia ​​sovelluksia kuin ajoneuvosta verkkoon, mikä lisää lataus- ja purkautumisnopeutta. Mutta ne ovat todennäköisemmin hyödyllisimpiä talojen staattisen energian varastoinnissa ja verkon puskurointikapasiteetissa ajoittaisesta uusiutuvasta energialähteestä.

Vetyharrastajat väittävät usein, että akut ovat vain pysähdyspaikka, kunnes polttokennokäyttöiset sähköajoneuvot ja vetyvarastojärjestelmät saavuttavat valtavirran. Mutta kun kaikki akkuteknologian kehitys tapahtuu, vetyä on todennäköisesti liian vähän, liian myöhään, kun se saapuu kuljetettaviksi. Dahnin kaltaiset tekniikat työskentelevät rinnalla litiumrikkikehitys, kuten Theion ja erittäin nopea lataustekniikka, kuten StoreDot, tarkoittaa, että vain muutaman vuoden kuluttua akut ovat ratkaisseet kaikki niitä vastaan ​​aiheutuneet ongelmat.