鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量：0次 | 2020年02月28日
特斯拉的電池野心
電池生產(chǎn)線
特斯拉正在弗里蒙特建立一條試點(diǎn)電池生產(chǎn)線，并設(shè)計(jì)自己的設(shè)備來生產(chǎn)電池。這條生產(chǎn)線上的電池將是特斯拉生產(chǎn)的第一批自產(chǎn)電池。
這標(biāo)志著，特斯拉電池生產(chǎn)規(guī)劃進(jìn)入了落地階段。
按照特斯拉的特點(diǎn)，推出的產(chǎn)品一般都會(huì)遠(yuǎn)超同類產(chǎn)品性能。這次會(huì)例外嗎？
去年，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆馬斯克就表示，他們制造的Model3可以像商用卡車一樣，達(dá)到100萬英里（160萬公里）的使用壽命，電池模組的使用壽命應(yīng)該在30萬英里至50萬英里之間。
這是不是吹牛？100萬英里的動(dòng)力鋰電池，采用了什么特殊的材料或者技術(shù)嗎？特斯拉是不是還藏有什么其他顛覆性的電池技術(shù)？特斯拉為自產(chǎn)電池，做了哪些準(zhǔn)備？
1.研發(fā)儲(chǔ)備電池技術(shù)
馬斯克的底氣來自于之前研究團(tuán)隊(duì)的最新成果，以及并購公司獲得的先進(jìn)技術(shù)。
（1）新型電解液添加劑提升電池性能
特斯拉的電池研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，新型電解液添加劑也能提升電池性能。
2018年九月，JeffDahn及其團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一項(xiàng)名為《Dioxazolonesandnitrilesulfitesaselectrolyteadditivesforlithium－ionbatteries》（《二惡唑酮和亞硫酸氰作為鋰離子電池電解液添加劑》）的國際專利。
他們在專利申請(qǐng)中寫道：
“該發(fā)明涉及一項(xiàng)較少使用電解液添加劑的新型電池系統(tǒng)，能夠在包括車輛和電網(wǎng)儲(chǔ)能在內(nèi)的不同儲(chǔ)能應(yīng)用中使用。
更具體地說，這項(xiàng)專利包含了一種能增強(qiáng)鋰離子電池的性能及壽命，同時(shí)比依賴其他添加劑的系統(tǒng)，擁有更低的成本。”
根據(jù)專利申請(qǐng)書，該研究工作的最大亮點(diǎn)是描繪了一種采用了新近開發(fā)的電解液添加劑MDO，以及兩種新的添加劑PDO與BS，所制成的NCM523／石墨材料鋰離子軟包電池。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同的化學(xué)成分配比可造成電池性能差異。
例如，在電池使用過程中，MDO和PDO均會(huì)在石墨電極表面形成保護(hù)固體電解液界膜（SEI），而BS則不會(huì)。
作為單獨(dú)使用的添加劑，采用PDO作為電解液添加劑的電池性能表現(xiàn)最好。
另外，在長時(shí)間的電池循環(huán)性能測試中，2％PDO＋1％硫酸乙烯（DTD）的電解液添加劑組合、2％PDO＋1％二氟磷酸鋰（LFO）的電解液添加劑組合，比含有碳酸亞乙烯酯（VC）的電池?fù)碛懈玫难h(huán)性能表現(xiàn)。
對(duì)特斯拉的這個(gè)電池研究團(tuán)隊(duì)，大家或許有些陌生。
早在2015年，特斯拉就贊助達(dá)爾豪斯大學(xué)的JeffDahn的電池研究小組，結(jié)成合作伙伴關(guān)系。2016年六月，他們的合作伙伴關(guān)系開始生效。
JeffDahn電池研究小組簡介
JeffDahn在鋰離子電池領(lǐng)域有著多年的研究經(jīng)驗(yàn)，被認(rèn)為是鋰離子電池的先驅(qū)。他因幫助延長電池單體的生命周期而聞名于世。現(xiàn)在，他的工作重要集中在能量密度和耐用性的潛在上升上。
JeffDahn
（2）新型電池——電池壽命可達(dá)100萬英里
2019年九月六日，JeffDahn的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)公布了一項(xiàng)新型電池的測試論文——《AWideRangeofTestingResultsonanExcellentLithium－IonCellChemistrytobeusedasBenchmarksforNewBatteryTechnologies》（《出色的鋰離子電池化學(xué)性能的廣泛測試結(jié)果，可作為新電池技術(shù)的基準(zhǔn)》）。
論文描述了，Dahn團(tuán)隊(duì)測試單晶NCM正極和新型先進(jìn)電解質(zhì)的鋰離子電池情況。
測試發(fā)現(xiàn)，這種類型的電池應(yīng)該能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車供電超過100萬英里（160萬公里），并且在電網(wǎng)儲(chǔ)能中至少可持續(xù)20年。
Dahn團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)這種類型的電池用長達(dá)3年的完成了某些測試。測試包括在20、40和55℃下的長期充放電循環(huán)，在20、40和55℃下的長期儲(chǔ)存，以及在40℃的高精度庫侖法測試。
根據(jù)測試，這類電池即使在40℃的極端溫度下，這些電池也可以達(dá)到近4000個(gè)循環(huán)。
注：紫色和綠色為Dahn團(tuán)隊(duì)的測試結(jié)果，在接近4000個(gè)循環(huán)后，電量還能保持在85％以上，另外三個(gè)為比較項(xiàng)
注：在不同溫度的存儲(chǔ)時(shí)間和剩余容量關(guān)系測試中，Dahn團(tuán)隊(duì)（綠色）的電池在超過400天的測試中，余電都保持在85％以上，黑色為比較的磷酸鐵鋰離子電池表現(xiàn)
像特斯拉的電池一樣，采用主動(dòng)冷卻系統(tǒng)，它可以將電池推至6000個(gè)循環(huán)以上，也就是說很容易超過100萬英里。
注：假如將電池保持在20°C的平均溫度，這些電池將在EV中供應(yīng)超長的總行駛里程。即使電池持續(xù)在40°C下運(yùn)行，仍可達(dá)到10年壽命，達(dá)到70％的容量，預(yù)計(jì)總行駛距離為1，200，000km。
Dahn團(tuán)隊(duì)的測試發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)設(shè)計(jì)的NCM／石墨電池，比LFP／石墨電池具有更長的存儲(chǔ)壽命。由于NCM／石墨電池的體積和比能量密度，比LFP／石墨電池大得多，不再要在能量密度和壽命之間進(jìn)行權(quán)衡。
令人驚奇的是，這項(xiàng)測試的電池并沒有用什么特殊材料，而是比較普通的電池。如下圖，測試采用的電池是403025軟包，能量密度在200Wh／kg。
注：在30°C和C／10在3．0至4．3V之間測量
其實(shí)，特斯拉在提升電池性能上并非只依靠Dahn團(tuán)隊(duì)。
