充電周期4000次!一張圖表告訴你特斯拉新的鋰電池技術有多強大

茶馬星球視野 發佈 2019-12-31T01:55:45+00:00

特斯拉作為創新技術的代表,在2019年即將結束的時刻,又給我們帶來了驚喜。假設我們從首都北京開車到山西省會太原,整個裡程505公里將不需要再充電。

特斯拉作為創新技術的代表,在2019年即將結束的時刻,又給我們帶來了驚喜。

特斯拉與加拿大達爾豪斯大學的物理學家合作,12月26日為一項新的鋰離子電池技術申請了專利。該專利設計聲稱,其性能將遠遠超過目前廣泛應用於電動汽車和其他儲能應用領域的鋰離子電池。

這一新改進的技術可能與特斯拉執行長埃隆·馬斯克在2019年4月的一份聲明有關,他承諾在2020年及以後為特斯拉汽車提供「壽命超過160萬公里」的電池組。

這款壽命預計超過160萬公里的新型電池組將是馬斯克打算實施的「自動駕駛」和長途卡車車隊計劃中不可或缺的一部分,這兩個計劃能否成功與否,目前都受制於特斯拉乘用車中現有鋰離子電池的續航能力和續航時間。

特斯拉性能最好的Model S長續航車型車型最大單次充電續航里程為595公里。 假設我們從首都北京開車到山西省會太原,整個裡程505公里將不需要再充電。另外該電池的使用壽命為48萬至80萬公里。考慮到美國汽車的平均壽命是24萬公里,或者按照美國汽車協會每年平均21700公里的標準計算可以使用大約11年的時間,相比之下特斯拉的電池壽命遠遠超出汽車的平均壽命。

假設按照平均每天消耗電池電量的四分之一計算,當前的鋰離子電池組對於一般的電動車消費者來說可能綽綽有餘,但是如果打算進行長途貨運或連續計程車服務,目前通用的鋰電池壽命還是不足。例如卡車司機平均每周行駛3200至4800公里,每年總共將行駛16萬至24萬公里。

電池的壽命是用放電周期來衡量的,使用100%的電池電量相當於一個完整的周期。特斯拉S型車的典型鋰離子電池容量為100千瓦時,僅能提供1000到2000次的放電循環,目前的電池技術對於長途商用車司機來說仍然是不切實際和不經濟的。

這就是特斯拉為什麼申請新專利的原因。該技術採用二惡唑酮和腈亞硫酸鹽作為鋰離子電池電解液添加劑。

這種新的電池化學物質似乎建立在9月份的一項電池專利的基礎上,該專利聲稱相對於目前的鋰離子電池,可以提高效率、能量密度和壽命,而且成本更低。是對現有的鋰鎳錳鈷氧化物NMC電池化學的升級,特斯拉將其用於了固定能源存儲系統中,但在其目前的車型中並沒有應用鋰鎳鈷鋁氧化物NCA型電池。

新電池技術的陰極晶體結構和化學成分意味著它對於循環使用帶來的不可避免的損害具有更大的承受力。如果這項專利被卻確認是針對承諾的「160萬公里壽命」的電池,我們可以期望它在1000次放電循環後能保持95%的充電量,而典型的鋰離子同樣放電次數後壽命僅餘四分之一。即便是經過4000次循環後,新電池充電量仍將達到驚人的90%(見上表)。

雖然我們還不能確定這項專利技術是否就是明年投產的「160萬公里壽命」的電池,但有一件事是明確的:特斯拉的超級電池正在研發中,它將對電動汽車產生重大影響。能源存儲系統以及電動汽車將將受益於四倍循環使用的動力。這將使存儲成本更低、效率更高,進一步加快向電力和可再生能源的過渡。

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