QuantumScape: Започнахме да тестваме 10-слойни твърди вещества в търговски формат. Батерии след 2 години или повече
QuantumScape, един от стартиращите фирми, работещи върху клетки с твърд електролит, се похвали с провеждането на тестове с 10-слойни клетки. През 2022 г. компанията иска да покаже клетки с няколко десетки слоя и планира да пусне първата тестова партида, подходяща за автомобили през 2023 г.
Твърдите електролитни клетки трябва да са здрави и вместени. Все още са постоянни
Клетките, разработени от QuantumScape, са системи Дали метални без анод. Анодът е съставен от литий на електрода, когато батерията се зарежда и се разрушава при разреждане. В типичната литиево-йонна клетка анодът е направен от някаква форма на въглерод (като графит), понякога е легиран със силиций. Когато в клетката няма графит, той не заема място, така че по-голямата част от обема и теглото на клетката може да се използва за съхраняване на заряд.
QuantumScape отдавна се смята за най-обещаващият стартъп, когато става въпрос за твърди вещества, но дори тази компания твърди, че развитието ще бъде бавно. След едно- и четирислойни клетки беше възможно да се създаде 1-слойна клетка, която в първите няколко десетки цикъла на работа в режим 4C-10C (зареждане и разреждане с мощност, равна на капацитета на клетката) и C Режимът / 1-C / 1 показва малко влошаване. Но това са само 3-3 цикъла само за няколко клетки, компанията директно заявява за ранните етапи на работа:
Първи тестове на 10-слойни клетки QuantumScape. Графиката показва, че са завършени само 20-36 цикъла (c) на QuantumScape.
Предимството на експеримента е, че се провежда при температура, близка до стайната (сравнете: работната температура на батерия eCitaro от BlueSolutions). И че имаме работа с относително големи клетки във формат 7,5 × 8 см. Това също е плюс възможността за комбиниране на твърд електролит QuantumScape с евтини литиево-желязо-фосфатни катоди. И накрая, предимство е обективността на QuantumScape, който изброява всички съответни параметри на теста.
Клетки с твърд електролит от предишното поколение, 4-слойни клетки. Най-зле работещите клетки загубиха около 5-6 процента от капацитета си след 400 цикъла на употреба. Интерес представляват ясно видимите вълни на промяна в енергията на разреждане (т.е. капацитета на батерията) непосредствено преди цикъл номер 400 (c) QuantumScape
Но с това ползите свършват. Литиевите метални клетки набъбват по време на работа, тъй като предварително свързаният литий създава отделен обект в тях - анода. Затова QuantumScape ги тества при 3,4 атмосфери, за да забави процеса. Това означава, че евентуално разхерметизиране на отделението за батерията може да доведе до повреда на батерията в бъдеще. Същото, разбира се, и с гумата (спукване не е добре), но гумата не струва дори 1/3 от колата.
Високото налягане в резервоара обаче е може би най-малкият проблем. Е, 10-слойните клетки са междинна стъпка в сравнение с клетките с няколко десетки слоя, като окончателната версия трябва да се очаква през 2022 г. Само те ще предложат достатъчна енергийна плътност, за да могат да се конкурират с класическите литиево-йонни клетки по отношение на цена/производителност [QuantumScape не казва]. Първите прототипни клетки, подходящи за автомобилна употреба, ще се появят в завода QS-0 в Калифорния през 2023 г., след две години, тъй като в момента компанията работи за разширяване на производството си на керамични сепаратори (електролити).
10-слойна твърда клетка QuantumScape (вляво) и нова фабрично инсталирана QS-0 линия за отгряване (c) QuantumSCape
Споменатата възможност за използване на електролит QuantumScape в LFP клетки изглежда много обещаваща. Благодарение на това такива клетки достигат енергийна плътност от 0,6-0,7 kWh / l, което е в съответствие с най-добрите съвременни литиево-йонни клетки с никел-манган-кобалтови катоди и течни електролити. Говорещ човек: с твърд електролит QuantumScape Porsche може да поддържа капацитета на батерията Taycan без промяна на размера на контейнера със значително намаление на цената му чрез използването на LFP.
Очаква се клетките да бъдат комерсиализирани не по-рано от началото на 2023 и 2024 г.
Това може да ви заинтересува:
