テスラの研究者が100年、4万マイルのバッテリーを実証

EV に関する最大の懸念の XNUMX つは、数年後に多大な費用をかけてバッテリーを交換する必要があることです。 結局のところ、スマートフォンのバッテリーは、わずか XNUMX 年以内に改善される可能性があります。 しかし、テスラの研究者は、ほとんどの人間よりも寿命が長い可能性がある電池を実証した後、このアイデアをきっぱりと実用化する準備を整えている。

テスラ愛好家なら、ジェフ・ダーンの名前をすでに聞いたことがあるでしょう。 彼はダルハウジー大学の教授であり、2016 年からテスラの研究パートナーを務めています。彼の焦点は、リチウムイオン電池のエネルギー密度と寿命の向上、およびコストの削減です。 ダーン氏は研究チームの同僚とともにマザーロードに挑戦したようだ。 で Journal of the Electrochemical Societyに掲載された論文、このグループは、適切な条件下で100年間持続できるバッテリー設計を作成したと主張しています。

Dahn の論文では、Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 化学 (「NMC 532」) に基づくセルと LiFePO4 を対比しています。 後者は「リン酸鉄リチウム」（別名LFP）化学物質で、テスラは現在ヨーロッパに輸入されている中国製の標準モデル3車に使用している。 LFP 化学は、より普及しているリチウムイオン代替品よりもエネルギー密度が低いですが、より安価で耐久性があり、安全性も高いと言われています。 LFP は最大 12,000 回の充放電サイクルに耐えることができるため、この点で LFP を上回ることは並大抵のことではありません。 Dahn の NMC 532 セルは、約 2,000 サイクル後でも容量の低下は見られませんでした。 この論文は、これを推定して寿命が 100 年であることを示唆しています (明らかに、バッテリーのテストをそれほど長期間行っていないのは明らかです)。

ダーン氏は、XNUMX月にフロリダ州オーランドで開催された国際電池セミナーでも基調講演を行った。 「4万マイルのバッテリー」について話しました。 これには、今月の発表に先立って論文に記載された調査結果の一部が含まれています。 ダーンは持っていた 以前は「XNUMX万マイルのバッテリー」を約束していた2017 年 4.5 月以来、彼の調整した化学反応に基づいてセルをテストしています。どうやらセルは好調で、室温で 5 年間連続サイクルを行った後も、劣化はわずか 4% でした。 これは、交換が必要になるまでにEVをXNUMX万マイル走行できることを意味する。

長寿命の理由の 532 つは、カソードが多結晶から単結晶に切り替わったことです。カソードは充放電サイクル中にそれほど急速に故障しません。 ダーン氏が使用している NMC 811 化学反応は、LG 化学が現在採用している NMC 811 化学反応と対照的です。NMC 811 化学反応では、マンガンとコバルトの各部に対してニッケルが 89 部ずつ陰極に含​​まれています。 昨年、テスラ モデル Y は NMC XNUMX から LG 化学の NCMA 化学セル、別名「高ニッケル」に切り替わりました。 これらは LFP や NMC XNUMX と比較して高価ですが、最長の範囲で最高の密度を提供します。 NCMA 化学では、陰極にニッケル、コバルト、マンガン、アルミニウムが使用されますが、大部分はニッケル (XNUMX%) です。

ダーン氏がテストしてきた NMC 532 の化学反応は、バッテリー技術のさらなる飛躍を約束します。 ただし、車は 100 年使用する必要はなく、4 万マイルを走行する必要もありません。 それを考えると 米国の車の平均使用年数は12年です 年間14,000マイル走行すると、アメリカ車の平均生涯走行距離は168,000マイルですが、ヨーロッパではそれははるかに少ないです。 したがって、実際には、4 万マイルの耐久性を備えたバッテリーにより、車両から送電網までの用途が可能になり、充放電サイクルの速度が向上します。 しかし、それらは住宅内の静的エネルギー貯蔵や、断続的な再生可能エネルギー供給による送電網の緩衝容量として最も役立つ可能性が高い。

水素愛好家は、バッテリーは燃料電池電気自動車や水素貯蔵システムが主流になるまでの一時しのぎにすぎないとよく主張します。 しかし、電池技術の開発が進む中、水素が不足し、輸送用の量が到着しても遅すぎる可能性があります。 Dahn が取り組んでいるようなテクノロジーと並行して、 Theion などによる硫黄リチウムの開発 & StoreDot などの超急速充電テクノロジーは、わずか数年のうちに電池が直面するすべての問題を解決したことを意味します。