特斯拉即将推出的电池创新技术

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特斯拉的电池日,即向投资者宣布即将到来的项目和创新,于9月底举行。有两个令人期待的公告:一是 百万英里的电池 和$100/kWh的电池价格点,分析家们认为这个价格将正式使电动汽车与内燃机并驾齐驱。 

虽然没有正式宣布百万英里的电池,但特斯拉确实宣布,该公司的目标是在未来三年内推出成本仅为$60/kWh的电池,比专家预测的这个价格的电池可以上市的时间早两年。据该公司称,这一价格将通过降低电池制造成本来实现。特斯拉不仅打算最终将电池生产转移到内部,实施完全的垂直整合,而且还利用新获得专利的电池设计来降低成本。 

总而言之,特斯拉概述了一个改进电池的五步计划。

细胞设计

特斯拉为实现其目标所做的关键性改变之一是设计了一个无标签电池。

特斯拉最近为他们的新电池设计申请了一项专利,取消了连接电极和能量负载的标签。这种电池结构据说有多种好处:制造更简单,零件更少,电通路减少5倍,这意味着能量可以更快更有效地流动。 

但是这项技术将如何实现这些目标?目前圆柱形电池单元的设计涉及阴极和阳极材料层,由分离层分开,并卷成一个圆柱体。标签分别连接到阴极和阳极片上,并伸出来连接到负载上。

特斯拉的新电池设计采用阴极和阳极箔,并将它们排列成一个有光泽的螺旋形图案。这种放置模式增加了它所接触的活性材料的表面积,促进了离子在电池内的快速移动。 

在传统的电池设计中,电极片也造成了一个瓶颈问题,因为离子只有一条路径可以到达负载处。通过移除标签,欧姆电阻减少,使能量更有效地传播。它还减少了由于化学活动的集中而在电池的某些区域积聚热量的机会。新设计允许这些反应在电池内均匀分布,减少过热的可能性。

细胞制造

特斯拉改造其电池计划的下一阶段是电池的制造方式。这意味着简化流程,以及减少他们的碳足迹和能源消耗。 

目前,大多数电池电极是用湿法制造的,这需要将电极粉末与水或其他溶剂混合,然后放在烤箱中干燥。 

特斯拉正在完善一种干式工艺,直接将电极粉末转化为薄膜。虽然埃隆-马斯克表示,这是一个需要掌握的更复杂的方法,但一旦完善,它将意味着制造过程更简单,并减少过程中的能源使用。

阳极材料

特斯拉,像许多电池制造商和研究人员一样,对使用硅作为电池阳极的石墨的替代品感兴趣。它不仅价格低廉,而且在地壳中也很丰富,从长远来看,它是一个更可持续的选择。已经发现,与石墨相比,硅具有9倍的电子容量,这意味着它具有更高的能量容量。然而,众所周知,它在电池内会膨胀,并在若干次循环后最终退化,使电池变得过时。

为了解决这个问题,特斯拉表示,它将使用原始硅和弹性、离子导电的聚合物涂层来稳定材料。理论上,这将使电动车的续航能力增加20%。 

阴极材料

目前的电池使用钴作为阴极材料,因为它具有稳定性和高能量密度。然而,特斯拉之前已经说过,他们希望不再使用这种金属,因为它的毒性和开采往往与侵犯人权有关。相反,马斯克谈到了转向关注镍作为替代品。镍更便宜,能量密度高,但其本身并不稳定。该公司正在努力稳定这种材料,这将最终有助于降低电池成本。

此外,特斯拉谈到不希望受到镍供应的限制,并计划对其电池中使用的材料采取灵活的方法,根据其应用,在其储能解决方案中使用其他金属,如铁和镁。

细胞-车辆整合

特斯拉计划的最后一步是将电池组直接整合到汽车本身的结构中。创造了 "结构性电池 "这一术语。 电动汽车电池 电池组不仅是能量的存储,也是车辆结构的一个组成部分。这旨在减少车辆的质量,并通过允许电池更密集地包装而不增加额外的结构来增加航程。 

虽然我们还需要几年时间才能看到特斯拉愿景的实现,但看到这些创新将继续挑战电动车和储能行业,因为特斯拉和世界其他地方都在期待着采用更环保、更清洁的技术,这一点令人激动。

发布在

阿尔滨团队

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