QuantumScape: Vi er begyndt at teste 10-lags faste stoffer i et kommercielt format. Batterier efter 2 år eller mere
QuantumScape, en af de startups, der arbejder med faste elektrolytceller, pralede af at køre test med 10-lags celler. Virksomheden ønsker at vise celler med flere dusin lag i 2022 og planlægger at frigive den første testbatch, der er egnet til biler i 2023.
Celler med fast elektrolyt skal være holdbare og rummelige. De er stadig permanente
Celler udviklet af QuantumScape er systemer Om metal uden anode. Anoden består af lithium på elektroden når batteriet oplades og ødelægges når det aflades. I en typisk lithium-ion-celle er anoden lavet af en eller anden form for kulstof (såsom grafit), nogle gange dopet med silicium. Når der ikke er grafit i cellen, fylder det ikke, så det meste af cellens volumen og vægt kan bruges til at opbevare ladning.
QuantumScape har længe været betragtet som den mest lovende startup, når det kommer til solid state-celler, men selv dette firma hævder, at udviklingen vil gå langsomt. Efter enkelt- og firelagsceller var det muligt at skabe en 1-lags celle, som i de første par tiere af driftscyklusser i 4C-10C-tilstanden (oplader og aflades med en effekt svarende til cellekapaciteten) og Mode C / 1-C / 1 viser en let forringelse. Men dette er kun 3-3 cyklusser for blot nogle få celler; virksomheden siger direkte om de tidlige stadier af arbejdet:
Første test af 10-lags QuantumScape-celler. Grafen viser, at kun 20-36 cyklusser blev gennemført (c) QuantumScape.
Fordelen ved forsøget er, at det udføres tæt på stuetemperatur (sammenlign: driftstemperaturen på eCitaro-batteriet fra BlueSolutions). Og at vi har at gøre med relativt store celler i formatet 7,5 × 8 cm. Det er også et plus mulighed for at kombinere QuantumScape fast elektrolyt med billige lithiumjernfosfatkatoder. Endelig er QuantumScapes objektivitet, som lister alle relevante testparametre, en fordel.
Celler med fast elektrolyt af forrige generation, 4-lags celler. De dårligst ydende celler mistede omkring 5-6 procent af deres kapacitet efter 400 cyklussers brug. Af interesse er de klart synlige pulseringer i ændringen i afladningsenergi (dvs. batterikapacitet) umiddelbart før cyklus nummer 400 (c) QuantumScape
Men det er enden på fordelene. Lithiummetalceller svulmer under drift, fordi det tidligere bundne lithium skaber et separat objekt i dem - anoden. Så QuantumScape tester dem ved 3,4 atmosfærer for at bremse processen. Det betyder, at en eventuel trykaflastning af batterirummet kan føre til batterifejl i fremtiden. Det samme selvfølgelig med dækket (en punktering er ikke god), men dækket er ikke engang 1/3 af bilen værd.
Højt tanktryk er dog nok det mindste af problemerne. Nå, 10-lags celler er et mellemtrin sammenlignet med celler med flere dusin lag, den endelige version kommer i 2022. Kun de vil tilbyde tilstrækkelig energitæthed til at kunne konkurrere med klassiske lithium-ion-celler med hensyn til pris / ydeevne [QuantumScape siger ikke]. De første prototypeceller, der er egnede til bilbrug, vil dukke op på QS-0 fabrikken i Californien i 2023, om to år, da virksomheden i øjeblikket arbejder på at udvide sin produktion af keramiske separatorer (elektrolytter).
QuantumScape 10-lags stiv celle (venstre) og ny udglødningslinje installeret på QS-0-anlægget (c) QuantumSCape
Den nævnte mulighed for at bruge QuantumScape-elektrolyt i LFP-celler ser meget lovende ud. Takket være dette opnår sådanne celler en energitæthed på 0,6-0,7 kWh/L, hvilket svarer til de bedste moderne lithium-ion-celler med nikkel-mangan-kobolt-katoder og flydende elektrolytter. Talende person: med solid elektrolyt QuantumScape Porsche kan opretholde Taycan batterikapacitet uden at ændre beholderstørrelsen med et markant fald i prisen gennem brug af LFP.
Cellerne forventes tidligst at blive kommercialiseret mellem 2023 og 2024.
Dette kan interessere dig:
