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特斯拉如何备战下一代动力电池?

[日期:2019-08-14]   来源:高工锂电技术与应用   作者:   [字体: ]

虽然Maxwell主要以生产超级电容器而闻名,但业内认为特斯拉对Maxwell用于锂离子电池的新型干电极技术更感兴趣。

特斯拉的成功得益于其先进的动力电池技术,目前其电池技术又获得了新的突破。

外媒报道称,特斯拉电池专家Jeff Dahn(杰夫达恩)及其团队发布研究报告称,他们与合作伙伴开发出了一种比固态电池能量密度更高且更稳定的新型锂电池,这或许将改变下一代动力电池技术的发展路线。

该技术报告的全称为:LiDFOB/LiBF4液态电解质无阳极锂金属电池研究报告。其中核心的信息显示,此前很多研究对于下一阶段的锂金属电池不看好,认为电池中使用的传统液态电解质必须由固态电解质代替,以保持长期稳定循环所需的寿命和高能量密度。

报告显示,实现锂金属负极的另一个潜在途径是使用固态电解质,这被许多研究认为是未来最可行的技术手段。但目前固态电解质在多次充放电后无法实现稳定无枝晶的状态(稳定性),同时在大规模量产方面也存在问题,生产线动辄就需要数十亿美元的投入。

而Jeff Dahn与其团队在试验中发现,采用LiDFOB/LiBF4液态电解质的无负极锂金属电池在90次充放电循环后,仍可以剩余80%的电池容量和较高的稳定性,在能量密度上也并不亚于固态电池。即使在50次充放电循环后,液态电解质也可以实现无密度树枝状的锂形态,包括密集填充的色谱柱。

这意味着导致电池发生短路起火的锂枝晶被消除或极大减少了,从而提高了锂电池的安全性。

报告中还提到了如何解决用锂金属取代传统石墨负极而不必使用固态电解质的问题。

众所周知,特斯拉使用的是高比能18650电池,新车型Model 3使用的是能量密度更高的21700电池。特斯拉采用液冷式热管理系统设计能够确保其电池以最高效率、最优化状态运行,从而最大化电池寿命以及效能表现。

而此次特斯拉宣称研发出了比固态电池能量密度更高、寿命更长、成本更低的新型锂电池,有助于进一步提升其产品竞争力。

但特斯拉是否会采用该新型电池以替代圆柱电池还不得而知,在正式商业化量产之前也要经过足够的验证和测试。

值得注意的是,除了该新型锂电池之外,特斯拉还在采用其它技术研发新的电池。

外媒报道称,电动汽车制造商特斯拉首席执行官埃隆•马斯克(Elon Musk)暗示,或者说几乎已经证实,该公司正在利用从麦克斯韦(Maxwell)那里收购的新技术自主开发电池。

虽然Maxwell主要以生产超级电容器而闻名,但业内认为特斯拉对Maxwell用于锂离子电池的新型干电极技术更感兴趣。

Maxwell在去年发表的一篇“干电极涂层技术”论文中,Maxwell的首席化学家和电池科学家描述了他们的涂层技术:与传统的浆液浇注湿涂层电极不同,浇注的DBE电极具有显著的高负载,并能产生厚电极,在不影响物理性能和电化学性能的情况下,实现高能量密度电池。与湿涂电极相比,Maxwell的DBE电极具有更好的放电速率性能。

Maxwell通过生产具有出色的长期电化学循环性能的坚固的自支撑干涂层电极薄膜,以及大于10Ah容量的大型袋式电池原型,证明了其可扩展性。

Maxwell宣称,在2c放电条件下,一组包含干涂层电极的五个电池的容量保持率在90%以上。至于耐用性,Maxwell公司声称,其电池技术在经过近1500充放电次循环后,仍可保持近90%的容量

此外,Maxwell还声称,其电极能使当前演示单体电池的能量密度超过300 Wh/kg,并且它们能看到超过500 Wh/kg的实现路径。

由此可见,特斯拉正在通过多种路径研发新型锂电池或者其它电池技术,目的是将电池核心技术掌握在自己手中。尽管特斯拉并没有表明是否会自己生产电池,但公司正在逐步掌握先进电池的研发和生产能力,以确保其在电动汽车领域保持领先优势和地位。



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