Ang Tesla Researcher ay Nagpakita ng 100-Taon, 4-Million-Mile na Baterya

Isa sa mga pinakamalaking alalahanin tungkol sa mga EV ay ang mga baterya ay kailangang palitan pagkatapos ng ilang taon, sa malaking gastos. Pagkatapos ng lahat, ang baterya ng iyong smartphone ay malamang na nakakita ng mas mahusay na mga araw sa loob ng kasing liit ng tatlong taon. Ngunit ang isang Tesla researcher ay naghahanda na upang simulan ang ideyang ito sa isang beses at para sa lahat, pagkatapos na ipakita ang mga baterya na posibleng mabuhay sa karamihan ng mga tao.

Malamang na narinig na ng mga mahilig sa Tesla si Jeff Dahn. Isa siyang propesor sa Dalhousie University at naging kasosyo sa pagsasaliksik ng Tesla mula noong 2016. Ang kanyang pokus ay pataasin ang densidad ng enerhiya at tagal ng buhay ng mga baterya ng lithium-ion, pati na rin ang pagbabawas ng kanilang gastos. Mukhang natamaan ni Dahn ang motherload kasama ang mga kasamahan sa kanyang research team. Sa isang papel na inilathala sa Journal of the Electrochemical Society, sinasabi ng grupo na nakagawa sila ng disenyo ng baterya na maaaring tumagal ng 100 taon sa ilalim ng mga tamang kondisyon.

Inihambing ng papel ni Dahn ang mga cell batay sa Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 chemistry (“NMC 532”) sa LiFePO4. Ang huli ay ang "Lithium Iron Phosphate" (aka LFP) chemistry na kasalukuyang ginagamit ni Tesla sa Chinese-built standard na Model 3 na mga kotse na na-import sa Europe. Ang chemistry ng LFP ay may mas mababang density ng enerhiya kaysa sa mas malawak na mga alternatibong Lithium-Ion, ngunit mas mura, mas matibay, at di-umano'y mas ligtas din. Ang LFP ay maaaring tumagal ng hanggang 12,000 charge-discharge cycle, kaya ang pagtalo dito sa bagay na ito ay hindi ibig sabihin. Ang NMC 532 na mga cell ng Dahn ay nagpakita ng walang pagkawala ng kapasidad pagkatapos ng halos 2,000 na mga cycle. Isinasaalang-alang ito ng papel upang magpahiwatig ng 100-taong habang-buhay (malinaw na hindi pa nila sinusubukan ang baterya nang ganoon katagal).

Nagtanghal din si Dahn ng pangunahing tono noong Marso sa internasyonal na seminar ng baterya sa Orlando, Florida, kung saan siya napag-usapan ang tungkol sa "4-milyong-milya na baterya". Kasama dito ang ilan sa mga natuklasan sa papel, bago ang paglabas nito ngayong buwan. meron si Dahn dati nang ipinangako ang "milyong milya na baterya", at sinusuri ang mga cell batay sa kanyang inayos na chemistry mula noong Oktubre 2017. Tila, lumalakas ang mga ito at pagkatapos ng 4.5 na taon ng tuluy-tuloy na pagbibisikleta sa temperatura ng silid, nakita lamang nila ang 5% na pagkasira. Nangangahulugan ito na maaari nilang paganahin ang isang EV sa loob ng 4 na milyong milya bago kailangang palitan.

Bahagi ng mga dahilan ng mahabang buhay ay ang paglipat mula sa polycrystalline patungo sa single-crystal na mga cathode, na hindi napakabilis na nasisira sa panahon ng pag-charge-discharge cycle. Ang NMC 532 chemistry na si Dahn ay gumagamit ng mga contrast sa NMC 811 chemistry na kasalukuyang ginagamit ng LG Chem, na mayroong walong bahagi ng nickel sa mga cathode nito para sa bawat bahagi ng manganese at cobalt. Noong nakaraang taon, lumipat ang Tesla Model Y mula sa NMC 811 patungo sa NCMA chemistry cells ng LG Chem, aka "high nickel". Ang mga ito ay mahal kumpara sa alinman sa LFP o NMC 811 ngunit nag-aalok ng pinakamataas na density para sa pinakamahabang hanay. Ang kimika ng NCMA ay gumagamit ng nickel, cobalt, manganese, at aluminum para sa mga cathodes nito, ngunit ang karamihan ay nickel (89%).

Ang NMC 532 chemistry na si Dahn ay sumusubok na nangako ng isa pang hakbang sa teknolohiya ng baterya. Gayunpaman, ang mga kotse ay hindi kailangang tumagal ng 100 taon, at hindi rin nila kailangang pumunta ng 4 na milyong milya. Kung isasaalang-alang iyon ang average na edad ng sasakyan sa USA ay 12 taon na gumagawa ng 14,000 milya bawat taon, ang ibig sabihin ng habambuhay na distansya na minamaneho ng isang Amerikanong kotse ay 168,000 milya, at sa Europe ito ay mas mababa. Kaya, sa katotohanan, ang mga baterya na may 4-milyong-milya na tibay ay magbibigay-daan sa mga application tulad ng vehicle-to-grid, na magpapataas sa rate ng charge-discharge cycling. Ngunit ang mga ito ay mas malamang na maging pinakakapaki-pakinabang para sa static na pag-iimbak ng enerhiya sa mga bahay at para sa grid buffering capacity mula sa isang pasulput-sulpot na renewable na supply.

Ang mga mahilig sa hydrogen ay madalas na tumutol na ang mga baterya ay isang stopgap lamang hanggang sa ang mga Fuel Cell Electric Vehicles at mga sistema ng pag-iimbak ng hydrogen ay pumasok sa mainstream. Ngunit sa lahat ng pag-unlad na nagaganap sa teknolohiya ng baterya na nagaganap, ang hydrogen ay malamang na masyadong maliit, huli na kapag ito ay dumating sa dami para sa transportasyon. Ang mga teknolohiyang tulad ng ginagawa ni Dahn, kasama lithium sulfur developments tulad ng mula sa Theion at ultra-mabilis na teknolohiya sa pag-charge gaya ng StoreDot's, ay nangangahulugan na sa loob lamang ng ilang taon ay nalutas na ng mga baterya ang lahat ng mga problemang ibinabanta laban sa kanila.