特斯拉支持的电池团队正研发单晶无钴锂电池 可降低电池成本
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盖世汽车 Fairy2023-07-17

盖世汽车讯 据外媒报道,加拿大戴尔豪斯大学(Dalhousie University)Jeff Dahn电池实验室正在研究一种新型锂离子电池化学物质,采用单晶、无钴阴极并掺杂钨,以提升电池性能和延长使用寿命。Jeff Dahn电池实验室因其与特斯拉之间的关系而闻名。

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单晶电池(图片来源:autoevolution.com)

特斯拉被认为是拥有最先进锂离子电池技术的公司之一,特斯拉汽车配备的电池是目前市场上性能最好、最耐用的电池之一。很少有人知道,特斯拉在该领域的很多技术成果归功于锂离子电池研发的先驱Jeff Dahn。Dahn于20世纪70年代末开始研究锂离子电池,现在其在加拿大戴尔豪斯大学领导一个电池研究实验室。

Dahn及其团队因2015年与特斯拉签署了一份合作协议,因而与该公司有着密切的联系。自2016年以来,特斯拉已经资助了戴尔豪斯大学的几项电池研究工作。在特斯拉的锂离子电池专利申请中,至少有两份申请中,Dahn及其团队被列为共同发明人。如果Dahn能够成功将其最新研究成果转化为商业化产品,大家很快就能看到一份新应用成果了。

据一份发表在《电化学学会杂志》期刊上的论文显示,Jeff Dahn及其团队正在研究一种不含钴的特殊单晶阴极。众所周知,单晶电极与NMC电池中的多晶电极相比,使用生命更长。原因在于多晶材料会产生微小的颗粒裂纹,这会大大降低电池的寿命。而单晶材料则在1000次充放电循环之后也很少出现微小的裂纹。

不过,此种材料非常昂贵,占电池总成本的76%,占电池组总成本的55%,严重阻碍了单晶电极用于商用。因此,Dahn及其团队提出了一个解决方案,通过从该化学物质中去除昂贵的钴来降低成本。

最后得到了一种无钴、单晶层氧化正极材料,简称为NM64,因为其含有60%的镍和40%的锰。目前特斯拉正在使用的是NMC811化学物质,即镍的含量从80%降至60%,可进一步降低成本。

有趣的是,单晶NM64阴极由一个简单的全干合成工艺生产而成,无需用水,也不需要中间化学品,产生的废料也少。该生产工艺与特斯拉4680电池的干电极工艺不同。据研究显示,该电池的高压稳定性极好,高达4.4伏。研究还发现,在阴极上添加0.3%的钨涂层可以提高电池的循环稳定性。

该款新型阴极材料生产简单,现有的商业生产设备就可轻易地采用该种工艺,从而降低制造阴极的复杂性、成本和缩短时间。研究表明,尽管每个人都在大肆宣传固态电池,但是旧式的液态电解质锂离子电池仍然有市场,因此要在特斯拉电动汽车上看到该技术还得等一段时间。

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