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yexuqing木虫之王 (文学泰斗)
太阳系系主任
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默默发力！特斯拉支持的团队正致力于单晶无钴锂离子电池研发
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这种新的电池正极材料生产起来很简单，目前的商业生产设施可以相对容易采用这种新的生产技术，这将减少制造正极材料所需的复杂性、成本和时间。不过，在特斯拉电动汽车上看到这项技术可能还需要一段时间。 当丰田高调宣布将要在2027年实现充电10分钟续航1200公里的全固态电池量产装车时，特斯拉却默默在改进传统的液态电解质锂离子电池上下功夫。 据autoevolution网站报道，特斯拉一直支持的加拿大哈利法克斯达尔豪斯大学(Dalhousie University in Halifax)的一个电池研究实验室，最新在单晶无钴正极的锂离子电池技术上取得了进展。 “特斯拉被认为是锂离子电池技术最先进的公司之一。安装在其车辆上的电池是市场上性能最好、最耐用的电池之一。很少有人知道，特斯拉在这一领域的许多技术成就都归功于锂离子电池开发的先驱杰夫·达恩(Jeff Dahn)。达恩现在领导着加拿大哈利法克斯达尔豪斯大学(Dalhousie University in Halifax)的一个电池研究实验室，在20世纪70年代末开始研究锂离子电池。”autoevolution网站介绍。2015年，达恩和团队与特斯拉签署了合作协议，自此以后保持着密切的关系。自2016年以来，特斯拉在达尔豪斯资助了几项电池研究工作。特斯拉的锂离子电池专利申请中，至少有六项将达恩和他的团队成员列为共同发明人。 根据杰夫·达恩(Jeff Dahn)最新发表在《电化学学会杂志》( Journal of Electrochemical Society)上的一篇论文，杰夫·达恩和他的团队正在研究一种独特的不含钴的单晶正极材料。在镍钴锰三元锂离子电池中，单晶正极材料比多晶正极材料具有更长的生命周期。原因是多晶材料在多次循环后会产生颗粒微裂纹，这大大降低了电池的寿命。单晶材料即使在1000次循环后也很少出现微裂纹。 不过，单晶正极材料目前仍然非常昂贵，其大约占整个电池成本的76%，占电池组成本的55%，这使得其的商业应用存在严重障碍。于是，达恩和他的团队提出了一个解决方案，通过从化学成分中去除昂贵的钴元素来降低成本。 最终，团队发明了一种不含钴的单晶层状氧化物正极材料，被称为NM64，因为它含有60%的镍和40%的锰。特斯拉现在使用的是镍钴锰811三元正极材料，将镍含量从80%降低到60%可以进一步降低成本。 有趣的是，单晶NM64正极材料是用一种简单的全干法合成工艺生产的，不需要水，不需要中间化学品，产生的废物很少。但这与特斯拉为4680电池开发的干电极工艺不同。据研究，该电池具有优异的高电压稳定性，最高可达4.4伏。该研究还发现，在正极上添加0.3%的钨涂层可以提高循环稳定性。 特斯拉的4680电池 材料的制作工艺流程 这种新的正极材料生产起来很简单，目前的商业生产设施可以相对容易采用这种新的生产技术。这将减少制造正极材料所需的复杂性、成本和时间。 Autoevolution评论说，尽管目前全球的目光都被丰田汽车的全固态电池所吸引，但旧的液体电解质锂离子电池仍有生命力。不过，在特斯拉电动汽车上看到这项技术可能还需要一段时间。 |
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