Kanadyjski oddział Tesli złożył wniosek na nowe ogniwa z katodami NMC (nikiel-mangan-kobalt). Wygląda na to, że są to te same ogniwa, które opracowało dla producenta laboratorium Jeffa Dahna i które pozwalają na miliony kilometrów przebiegu przy znikomej degradacji.
Tesla przejdzie z NCA na NMC?
Aktualnie Tesla wykorzystuje ogniwa Li-ion z katodami NCA, czyli nikiel-kobalt-aluminium, o zawartości kobaltu niższej niż 10 procent, przynajmniej w Tesli Model 3. Już samo to sobie jest fenomenem, bo najlepsze współczesne ogniwa NMC811 stosują katody składające się w 10 procent z kobaltu – ale one dopiero powoli wchodzą do eksploatacji wypierając ogniwa NMC622.
> Ogniwa 2170 (21700) w bateriach Tesli 3 lepsze niż ogniwa NMC 811 _przyszłości_
Według obietnic Elona Muska, współczesne Tesle powinny przejechać od 0,48 do 0,8 miliona kilometrów na baterii. Jednak w najbliższej przyszłości chciałby on osiągnąć 1,6 miliona kilometrów na baterii – czyli tyle, ile powinno wytrzymać nadwozie oraz zespół napędowy Tesli Model 3.
I tutaj w sukurs przychodzą mu osiągnięcia laboratorium Jeffa Dahna, które od pewnego czasu pracuje dla Tesli i które we wrześniu 2019 roku pochwaliło się zupełnie nową chemią elektrolitów ogniw Li-ion z katodami NMC532.
Dzięki wykorzystaniu katody zbudowanej z „pojedynczego kryształu” oraz elektrolitu z współcześnie stosowanymi dodatkami wzbogaconymi o dioksazolony i nitryle estrów siarczynowych udało się osiągnąć co następuje, w zależności od składu elektrolitu (źródło):
- wolniejszą degenerację ogniw przez zahamowany wzrost warstwy pasywacyjnej (ang. SEI) wiążącej jony litu, które bezpośrednio odpowiadają za pojemność,
- wyższą wydajność ogniw w zależności od temperatury.
A) mikroskopowe zdjęcie proszku NMC 532 B) mikroskopowe zdjęcie powierzchni elektrody po kompresji, C) jedno z testowanych ogniw 402035 w saszetkach obok kanadyjskiej monety dwudolarowej, DÓŁ, wykres po lewej) degradacja testowanych ogniw na tle ogniw modelowych, DÓŁ, wykres po prawej) czas życia ogniw w zależności od temperatury podczas ładowania (c) Jessie E. Harlow i współpracownicy / Journal of the Electrochemical Society
Brzmi to wszystko skomplikowanie, ale efekty są oszałamiające:
- 70 procent pojemności po 3 650 cyklach ładowania przy temperaturze 40 stopni (ok. 1,2 miliona kilometrów przebiegu),
- aż 90 procent pojemności po 3 milionach kilometrów przebiegu, jeśli temperaturę ogniw utrzymano przy 20 stopniach Celsjusza a ładowanie odbywało się z mocą 1 C (1x pojemność baterii, czyli 40 kW przy baterii 40 kWh, 100 kW przy baterii 100 kWh i tak dalej).
Nie wiadomo, czy złożony wniosek patentowy oznacza, że Tesla zrezygnuje z NCA na rzecz NCM. Dotychczas mówiło się nieoficjalnie, że ogniwa Li-ion NCM mają pojawić się w modelach produkowanych w Chinach.
> Asfalt (!) pozwoli zwiększyć pojemność i przyspieszyć ładowanie baterii Li-ion
Pewne jest natomiast to, że kalifornijski producent chętnie udostępnia swoje patenty. Publikując prace na temat nowych dodatków do elektrolitów może chcieć przyspieszyć światowe prace nad ogniwami litowymi nowej generacji.
Oto pełny wniosek patentowy Tesli (do pobrania jako PDF TUTAJ):
Nota od redakcji www.elektrowoz.pl: podczas opracowywania tego tematu poczuliśmy, że stworzenie polskiego samochodu elektrycznego będzie naprawdę BARDZO drogie. Nie udało nam się w polskim internecie znaleźć wzmianek o dioksazolonach i nitrylach estrów siarczynowych. To znaczy, że prawdopodobnie nie ma w Polsce człowieka, który potrafiłby zrozumieć ten wniosek patentowy oraz płynące z niego wnioski. Mamy mnóstwo doktorów w piśmie, marketingu, filologiach czy historii, ale prawdziwy postęp dokonuje się zupełnie gdzie indziej, tutaj, na naszych oczach.
