Elon Musk slíbil – a Jeff Dahn splnil! S vydáním průlomového článku v Journal of The Electrochemical Society (JES), Dahn oznámil světu, že Tesla může mít brzy baterii, díky které budou jejich robotická taxi a elektrická nákladní vozidla na dlouhé vzdálenosti životaschopná. Dahn a jeho výzkumná skupina je Teslovým partnerem pro výzkum baterií. Dahn říká: „… že články tohoto typu by měly být schopny pohánět elektrické vozidlo na více než jeden milion kilometrů a vydržet alespoň dvě desetiletí v zásobování energií v síti..“
Podle Dorona Aurbacha, technického redaktora baterií a skladování energie JES: „Očekává se, že tento komplexní článek bude mít dopad v oblasti baterií a skladování energie. Jde o velmi systematickou studii jedné z nejrenomovanějších a nejprestižnějších elektrochemických skupin na světě. Bylo mi potěšením jako technickému redaktorovi tento příspěvek zpracovat. Dokládá všechna tvrzení o skutečně vysoké kvalitě a významu JES, jednoho z předních a nejprestižnějších časopisů v elektrochemii. JES poskytuje vynikající služby celosvětové elektrochemické komunitě – a tisícům členů ECS – bez ohledu na „faktory dopadu“. K dnešnímu dni získal Dahnův článek JES více než 31,563 17,000 abstraktních zobrazení, více než XNUMX XNUMX stažení článků a citací ve zpravodajských serverech po celém světě. svět.
V článku Dahn a jeho výzkumný tým poskytují úplné podrobnosti o nové buňce, aby vytvořili měřítko pro další výzkum. Použili katodový materiál z rodiny katodových materiálů NCM bohatých na Ni. Má specifickou kapacitu, která je o 20 procent vyšší než u katod používaných v Li-ion bateriích, které napájejí dnešní mobilní elektronická zařízení. Zvolený katodový materiál, NCM 523 (50 procent nikl, 20 procent kobalt, 30 procent mangan), je stabilní a je vynikajícím referenčním a výchozím bodem pro další vývoj. Dalšími klíčovými součástmi byly grafitové anody a směsi rozpouštědel, přísad a soli pro roztoky elektrolytů.
Aurbach říká, že baterie popsané v článku lze okamžitě použít pro elektrická vozidla. „Vzhledem k tomu, že cílem studie bylo poskytnout spolehlivé měřítko a reference pro technologii Li-ion baterií, není specifická hustota energie popsaných baterií nejvyšší ve srovnání s tím, čeho lze skutečně dosáhnout pokročilými Li-ion bateriemi. Na základě studie budou brzy vyvinuty lithium-iontové baterie, které umožní ujet přes 500 kilometrů (přes 300 mil) od nabití k nabití. Brzy očekávejte další průkopnická výzkumná oznámení od společnosti Tesla a člena ECS, Jeffa Dahna.
Dahnův výzkumný tým přednáší sérii přednášek včetně informací o nové technologii baterií na nadcházejícím 236. setkání ECS v Atlantě ve státě Georgia, USA.
Jeff R. Dahn je aktivním členem The Electrochemical Society (ECS) a průkopníkem ve vývoji technologie Li-ion baterií. „Tesla Battery Guru“, jak je někdy nazýván, publikoval svůj převratný výzkum v článku JES Široký rozsah výsledků testování vynikající chemie lithium-iontových článků, které mají být použity jako srovnávací kritéria pro nové technologie baterií. Dahn má doktorát z University of British Columbia. Získal řadu ocenění, včetně Ceny International Battery Materials Association (IBA) za výzkum (1995); Herzbergova medaile, Kanadská asociace fyziků (1996); Cena za výzkum ECS Battery Division (1996); Člen Královské společnosti Kanady (2001); Medal for Excellence in Teaching (2009) od Kanadské asociace fyziků; Cena Rio-Tinto Alcan od Kanadského institutu chemie (2010); cena ECS Battery Division Technology Award (2011); ocenění Yeager od International Battery Materials Association (2016); a Inauguration Governor General’s Innovation Award (2016).
O elektrochemické společnosti
Společnost The Electrochemical Society (ECS) je celosvětově vedoucí světovou elektrochemií a vědou a technologií v pevné fázi již více než 100 let. Byla založena v roce 1902 jako mezinárodní nezisková vzdělávací organizace. ECS má nyní více než 8,000 75 individuálních a institucionálních členů ve více než XNUMX zemích. Domov pro Journal of The Electrochemical Society, Digitální knihovna ECS, nejstarší recenzovaný časopis ve svém oboru, poskytuje prohledávatelný online přístup ke sbírce technických časopisů a dalších publikací ECS. Zjistěte, jak ECS využívá svůj otevřený přístup k digitální knihovně na freethescience.org.
Stiskněte kontakt
Dotazy a žádosti o informace směřujte na:
Shannon Reed
Ředitel pro komunitní angažmá
609.737.1902 ext. x107
Shannon.Reed@electrochem.org
„Jako vědci máme příležitost udělat svět lepším místem. ECS bylo vždy velkou součástí toho, protože je to místo, kde jsou všechny tyto vědecké interakce řízeny.”
-Johna Leddy, prezident ECS (2017-2018)
Možná jste už slyšeli o „baterii na milion mil“ – nejnovější frázi, kterou zastánci elektrických vozidel doufají, že podnítí zájem veřejnosti o nákup elektromobilů.
Pokud ne, Elon Musk se postará o to, abyste to udělali v úterý, kdy se Tesla připojí k internetu na to, co nazývá Battery Day. Očekává se, že Musk podrobně popíše projekt baterie na milion mil – spolu s dalšími „vzrušujícími věcmi“, jak uvedl na Twitteru.
Muskovy upoutávky se ne vždy vydaří. (Aktualizace: Na akci Musk podcenil očekávání, když oznámil, kolik pilotního projektu by podle něj mohlo dosáhnout sériovou výrobu do roku 2030. „Ještě je potřeba udělat hodně práce,“ řekl. v tašce.”)
Ale myšlenka baterie s milionem kilometrů nabízí skutečný příslib.
„Odstranil bych jedno z velkých negativ spojených s elektrickými vozidly,“ řekl Donald Sadoway, chemik materiálů a odborník na baterie z Massachusettského technologického institutu: strach majitele vozu, že baterie vybije a bude vyžadovat nákladnou výměnu.
Ale protože je bateriový průmysl plný start-upů a vynálezců, kteří propagují své zboží, často dříve, než jsou připraveni na hlavní vysílací čas, Sadoway naznačuje, že určitá skepse je na místě.
Co je to baterie na milion mil?
Milion mil baterie neznamená, že můžete ujet milion mil mezi dobitími. Znamená to baterii, která vydrží 1 milion mil nebo více, než již nebude schopna udržet nabití dostatečně silné, aby pohánělo elektromobil. Pravidelné dobíjení každých několik set mil by stále bylo potřeba, aby byl vůz nebo nákladní automobil poháněn.
Dnešní baterie čelí omezením, pokud jde o počet dobití. V současné době je většina autobaterií navržena tak, aby zvládla celkem asi 1,000 150,000 plných nabití. Záruky výrobce na autobaterie dosahují maxima kolem osmi let a 1 4,000 mil – což se ukazuje jako konzervativní, protože autobaterie obecně přežívají své záruky. Baterie, která vydrží XNUMX milion mil, zvládne XNUMX XNUMX plných nabití nebo více.
Musk by mohl prodloužit záruku na 15 let. Myslíte, že to udělá?
— Vince Battaglia, Lawrence Berkeley National Lab
Takže co z toho dělá velký problém?
Žádné auto pravděpodobně nevydrží 1 milion kilometrů. Rozpadlo by se to dávno předtím. Ale je možné navrhnout auta tak, aby bylo možné baterie vyměňovat a vyměňovat. Jednotliví majitelé automobilů by si teoreticky mohli ponechat své baterie a instalovat je do nových karoserií. Baterie s dlouhou výdrží by mohla zvýšit hodnotu vozu při dalším prodeji.
Možná ještě důležitější je, že vyměnitelné baterie by mohly pohánět nákladní vozy na dlouhé vzdálenosti, městské autobusy a robotické osy bez řidiče, které všechny denně najedou mnoho kilometrů. Stejné baterie by také mohly čerpat energii do elektrické sítě, když se vozidlo nepoužívá, s menšími obavami o snížení životnosti baterie.
U těchto aplikací „toto zcela změní hru,“ řekla Shirley Meng, profesorka nano-inženýrství a materiálů na UC San Diego.
Tesla, která má aspirace na výrobu elektrických návěsů a nasazení flotil robotaxis při pokusu o vybudování podnikání v oblasti ukládání energie do sítě, plánuje začít vyrábět baterie sama. V současnosti nakupuje baterie od společností Panasonic a LG Chem.
Existují nějaké baterie na milion mil?
Možná. Čínský gigant na výrobu baterií, Contemporary Amperex Technology Ltd. (CATL), v červnu uvedl, že je „připraven k výrobě“ baterie, která vydrží 16 let a 1.2 milionu mil, ale neřekl o tom nic víc.
Baterie by stála o 10 % více než typická baterie, kterou nyní CATL prodává, řekl v červnu Bloombergu předseda společnosti Zeng Yuqun. Nebyly poskytnuty žádné podrobnosti o vnitřním fungování baterie, její hmotnosti, dojezdu, energii nebo výkonu a žádná automobilka zatím neoznámila zájem o její koupi.
Žádný výrobce baterií kromě CATL neuvedl milion mil. Pokud Musk oznámí, že je připraven jeden vyrobit, zvedlo by to obočí v celém odvětví.
Battery Day „určitě vyvolává nějaký rozruch,“ řekl Sadoway. “Ale pozoruhodná tvrzení vyžadují pozoruhodný důkaz.”
Pokud má Tesla výhodu, co to je?
Zatím není jasné, že nějaký má. Výzkumný dokument zveřejněný loni v září vědci financovanými Teslou z kanadské Dalhousie University uvedl, že v laboratoři vytvořili baterii o délce milionu mil. Tým vedl Jeff Dahn, hlavní postava ve výzkumu lithium-iontových baterií, který začal spolupracovat s Teslou v roce 2016.
Tříletý projekt ukázal, že použitím specifických kombinací katodových a elektrolytických materiálů lze posunout limity nabíjení a dobíjení z přibližně 1,000 4,000 cyklů až na XNUMX XNUMX cyklů, což je významný krok směrem k autobateriím s delší životností.
Velkou otázkou pro Muska na Dni baterie je, zda jeho výrobní plány předbíhají vědu. Někteří přední odborníci na baterie vyjadřují vědeckou skepsi. Jedna věc je ukázat výsledky v laboratoři, druhá věc je vyvíjet výrobní linky a vyrábět velké objemy se ziskem.
“Dahn je velmi slavný, je velmi dobrý, je oddaný své práci,” řekl Vince Battaglia, který vede Battery Storage Group v Lawrence Berkeley National Laboratory. “Tohle je zajímavé.” Kdo věděl, že dokážeš udělat tolik cyklů?”
Přesto některé metody a zjištění nazývá „odlišnými od mých vlastních“.
Battaglia poznamenal, že baterie testované v Dahnově laboratoři byly mnohem menší než články, které by se používaly v elektrických vozidlech. “Nevím, co se stane, když uděláte ty větší buňky a uvnitř se trochu zvýší teplota. Možná se vrátíte do osmi až desetiletého života,“ řekl Battaglia. Dahn řekl, že si za svými zjištěními stojí.
Webová stránka Electrek, která se někdy předem dívá na plány Tesly, minulý týden zveřejnila obrázky neobvykle velkých bateriových válců, které by podle nich mohl Musk představit. Články v současných vozech Tesla vypadají jako o něco větší AA baterie. Vypadají jako juniorské plechovky od piva.
Možná Tesla odhalí přesvědčivá data, která ukážou, že tyto články mohou zvýšit energetickou hustotu a nákladovou efektivitu, aby dosáhly životnosti milion mil, řekl Battaglia – ale je to náročný úkol.
A co náklady?
„Velkou otázkou je, jak to zvýší náklady,“ řekl Sadoway z MIT.
“Myslím, že cena baterie poroste, protože dolary za kilowatthodinu porostou,” řekl Battaglia. “Možná, že kupující Tesly utratí více za baterii, která vydrží déle.”
Meng z UC San Diego řekl, že taková baterie by mohla být považována za přínos pro kupujícího automobilu. Pokud lze baterii vyměnit za jiná vozidla a vydrží 1 milion mil, zachová si určitou hodnotu, řekla Meng, která sama řídí Teslu. Kolik to může být, není známo. “Bude to trvat několik ekonomů, kteří to prozkoumají, aby ukázali, jak se rovnice změní,” řekla.
Dá se tedy Muskovi věřit?
Musk vytvořil nový a významný trh pro elektromobily. Jeho SpaceX vysílá rakety do vesmíru a vysazuje je na člunech. Posouvá hranice s technologiemi asistencí řidiče. Dokázal hodně.
Přesto jeho sliby v posledních letech daleko přesáhly výkon. Nákladní návěs představený v roce 2017 ještě nebyl vyroben. Předpověděl 1 milion robotických os bez řidiče do konce tohoto roku; zatím je Tesla na nule. (Společnost nevyrábí samořídící auta, nehledě na 1 milion robotických os.)
Projekt solární střechy oznámený s nefunkčním prototypem v roce 2016 zůstává experimentem. Velké plány na vyřešení dopravních problémů s podzemními tunely tvořily jedinou turistickou atrakci v Las Vegas.
Musk příliš sliboval a nedodával také technologie baterií. V roce 2013 uspořádal show, aby předvedl plán na vybudování sítě stanic pro výměnu baterií pro majitele Tesly a zmírnění úzkosti z dojezdu. Byla postavena pouze jediná stanice. Málo používaný, byl demontován, ale ne dříve, než California Air Resources Board udělila Tesle dodatečné emisní kredity za toto úsilí, které později se ziskem prodala.
Musk si v úterý nastavil vysokou laťku. V konferenčním hovoru s akciovými analytiky v roce 2017 na otázku ohledně projektu polovodičových baterií Toyota řekl toto:
“Víš, mohl bych ti dát powerpointovou prezentaci o teleportaci do galaxie Andromeda.” To neznamená, že to funguje,“ řekl. „Když má někdo jako skvělé tvrzení, že má tuhle úžasnou baterii, víte co, pošlete nám vzorek. Nebo pokud nám nevěříte, pošlete jej do nezávislé laboratoře, kde lze parametry ověřit. V opačném případě [zmlkni].”
Battaglia z Lawrence Berkeleyho řekl, že Musk by mohl kritiky umlčet jediným jednoduchým prohlášením. Záruka na baterii Tesla je dobrá na osm let a 150,000 15 mil. “Musk by mohl prodloužit záruku na XNUMX let,” řekl Battaglia. “Myslíš, že to udělá?”
