特斯拉新電池,更快的充電速度,更長的壽命和更低的成本

2019/02/04 22:37

儲能 電池


 

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由傑夫達恩在哈利法克斯領導的特斯拉電池研究小組申請了一項專利,該專利描述了一種新的電池組化學,可以加快充放電速度,延長使用壽命,降低成本。

 
Jeff Dahn被認為是鋰離子電池的先驅。自從它們被發明以來,他一直在研究鋰離子電池。他因幫助增加細胞的生命週期而受到讚譽,這有助於他們的商業化。他的工作現在主要集中在能量密度和耐久性的潛在增加上。

2016年,Dahn根據新成立的“NSERC /特斯拉加拿大工業研究”,將他的研究小組從與3M的20年研究協議轉變為與特斯拉的新協會。

通過協議,特斯拉投資了一個新的研究實驗室,靠近新斯科舍省哈利法克斯附近的達恩集團。

在過去的幾年裡,我們沒有從達恩那裡聽到太多,但我們之前曾報導他的團隊一直在研究電解質的添加劑,以提高鋰離子電池的化學性能。

在我們報告他們的努力時,他們顯然申請了該技術的專利,並於昨晚公佈。

它被稱為“基於雙添加電解質系統的新型電池系統”。

在應用的背景下,Dahn及其團隊描述瞭如何證明使用多種添加劑可以提高電池性能,但通常需要多達5種。

他們有一個只使用兩個的解決方案,他們聲稱它會帶來更好的性能,壽命和成本:

“雙添加電解質系統可提高鋰離子電池的性能和壽命,同時降低依賴更多添加劑的其他系統的成本。本公開還公開了有效的正電極和負電極,其與所公開的雙添加電解質系統一起工作以提供進一步的系統增強。

該專利申請表明,電解質溶劑中新的雙添加劑混合物可與鋰鎳錳鈷化合物一起使用,也稱為NMC電池化學。

它通常被許多汽車製造商用於電動汽車,但不是特斯拉。該公司在其固定式儲能係統中使用了該技術,但它將NCA用於其車輛電池單元。

特斯拉電池研究小組提交的新專利提到該技術對電動汽車和電網存儲都很有用。

對於更多硬核電池愛好者來說,這裡是特斯拉新電池專利的摘要:

公開的雙功能添加劑電解質系統包括1)碳酸亞乙烯酯(VC)與1,3,2-二氧雜環戊烷-2,2-二氧化物(DTD,也稱為硫酸乙烯酯)或另一種含硫添加劑(如亞甲基)的組合甲磺酸二甲酯,三亞甲基硫酸鹽,3-羥丙基磺酸γ-磺內酯,乙二醇亞硫酸鹽或其他含硫添加劑),2)氟代碳酸亞乙酯(FEC)與DTD或其他含硫添加劑的組合,和3)丙-1-甲酯烯-1,3-磺內酯(PES)與DTD或另一種含硫添加劑結合。此外,因為VC和FEC提供類似的改進(並且被認為具有類似的功能),VC和FEC的混合物可以被認為僅是單一的有效電解質。也就是說,另一種公開的雙操作添加劑電解質體系包括VC和FEC與DTD或另一種含硫添加劑的混合物。當用作更大電池系統(包括電解質,電解質溶劑,正電極和負電極)的一部分時,這些雙操作的添加劑電解質系統產生用於能量存儲應用的期望特性,包括車輛和電網應用。

更具體地,鋰鎳鈷鈷氧化物(NMC)正極,石墨負極,溶解在有機或非水溶劑中的鋰鹽,其可包括乙酸甲酯(MA),和兩種添加劑以形成具有的電池系統。不同應用的理想屬性。電解質溶劑可以單獨或組合使用以下溶劑:碳酸亞乙酯(EC),碳酸甲乙酯(EMC),乙酸甲酯,碳酸亞丙酯,碳酸二甲酯,碳酸二乙酯,另一種碳酸酯溶劑(環狀或非環狀),另一種有機溶劑和/或其他非水溶劑。溶劑的濃度大於添加劑,通常大於6重量%。溶劑可以與所公開的雙添加劑對(例如VC與DTD,FEC與DTD,VC和FEC與DTD的混合物,或其他組合)組合以形成具有用於不同應用的所需性質的電池系統。正電極可以塗覆有諸如氧化鋁(Al 2 O 3),二氧化鈦(TiO 2)或其他塗層的材料。

此外,作為節省成本,負極可以由天然石墨形成,但是根據定價結構,在某些情況下,人造石墨比天然石墨便宜。

以下是特斯拉新發布的專利申請中的一些圖紙與規格

圖文連結: https://pse.is/ENQ85

 


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