uutiset

"Alkemisti"Myski, on juuri tehnyt 0-1 läpimurron solid-state-akkujen alalla.

TeslaUusin patentti on julkistettu, ja se kertoo akun käyttöiän parantamisesta uusilla materiaaleilla.

Kuinka paljon se on parantunut? Noin 10 %.

Ei liian hienoa?

Mutta Teslan uusi saavutus on muuttaa akun katodimateriaali, joka oli vain teoreettisesti mahdollista, ensimmäistä kertaa todellisuudeksi, mikä avaa uuden oven solid-state-akkuteknologian myöhemmälle kehittämiselle.

Uusien materiaalien käyttö voi jälleen kirjoittaa energiakentän uudelleen.

Mitä hienoa Teslan uusissa akkumateriaaleissa on?

Katsotaanpa ensin kokeellisia tuloksia:

50 lataus- ja purkausjakson aikana Teslan uudesta katodimateriaalista valmistetun akun kokonaiskapasiteetti putosi noin 94 prosenttiin.

Vertailukokeissa akkujen kokonaiskapasiteetti ilman Teslan uutta kaavaa laski noin 10 %.

Absoluuttisella ajokilometrillä laskettuna 50 kertaa lataus ja purku olisi noin 20 000 kilometriä auton käyttöä.

Siksi, jos laitamme sen tavallisten perheautojen todelliseen tilanteeseen, jossa on ajettu vähintään 60 000 - 70 000 kilometriä tai jopa 100 000 kilometriä, Teslan uusien katodimateriaalien akun vaimennuksen parantaminen on itse asiassa hyvin rajallista. Toisin sanoen varsinaiseen massatuotantoon on vielä pitkä matka kuljettavana.

Hieno asia Teslan uudessa patentissa on kuitenkin se, että se murtaa akkuteollisuudessa pitkään jatkuneen ongelman.Mangaania sisältävät katodimateriaalit。

Temppu on ripotella ripaus soodaa.

Solid-state-akut ovat tiellä, onko soodalla merkitystä?

Mitä tulee akkuihin, ne ovat kaikille tuttuja. Pääperiaate on, että redox-reaktio toteutetaan suljetussa kierrossa.

Akun purkausprosessin aikana akun positiivinen elektrodi koostuu hapettimesta, jolla on suhteellisen positiivinen potentiaali ja joka on stabiili elektrolyytissä. Positiivinen elektrodi saa elektroneja reaktion aikana, mikä tarkoittaa, että negatiivisen elektrodin elektronit saavuttavat positiivinen elektrodi elektrolyytin läpi ja vähentää positiivisesti varautuneita ioneja, jotka vapautuvat prosessissa.

Lataus on päinvastainen hapetusreaktio.

Positiivinen elektrodi - elektrolyytti - negatiivinen elektrodi, tämä perusrakenne ei ole koskaan muuttunut sen jälkeen, kun Volta keksi akun vuonna 1799.

Kaikki akkuihin liittyvät innovaatiot ovat näiden kolmen osan "alkemiaa".

Esimerkiksi nykyinen suosittu solid-state-akkukonsepti on korvata perinteisten akkujen nestemäinen elektrolyytti kiinteillä elektrolyyteillä pienen koon, suuren kapasiteetin ja nopean lataus- ja purkuominaisuuksien saavuttamiseksi.

Mutta akun suorituskyvyn parantaminen ei ole vain elektrolyyttitasoa, vaan myös positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien innovaatio on myös kriittistä.

Esimerkiksi yleisimmät trinaariset litium- tai litiumrautafosfaattiakut on nimetty positiivisten elektrodien materiaalien mukaan.

Yleisesti ottaen kolmen litiumakun katodi on litiumnikkelikobolttimanganaatti (Li(NiCoMn)O2) tai litiumnikkeli-kobolttialuminaatti, ja negatiivinen on grafiittimateriaali. Edut ovat korkea energiatiheys, nopea lataus- ja purkausnopeus sekä valon vaimennus alhaisessa lämpötilassa.

Mutta puutteet ovat myös ilmeisiä ja kustannukset ovat korkeat.PääosinkobolttiTätä alkuainetta on paljon vähemmän runsaasti maan päällä kuin mangaania tai nikkeliä.

Siksi kolmikomponenttisten litiumakkujen korkea nikkelipitoisuus on tällä hetkellä tavoite. Globaalien nikkelikaivosten staattinen louhintajakso on kuitenkin vain noin 35 vuotta.

Litiumrautafosfaattiakuilla on monia etuja kustannusten suhteen, mutta niiden kestävyys ja hajoamiskestävyys eivät ole yhtä hyviä kuin kolmikomponenttiset litiumparistot.

Onko olemassa katodimateriaaleja, jotka voivat tasapainottaa energiatiheyttä ja kustannuksia?

Nyt on monia yrityksiä, joista yksi on mangaanirikkaat katodimateriaalit, kutenLiMn2O4——Litiummangaanioksidi, syntetisoitiin ensimmäisen kerran keinotekoisesti vuonna 1981, on katodimateriaalia, jossa on kolmiulotteinen litiumionikanava.

Sanomattakin on selvää, että mangaanivarat maan päällä ovat paljon suuremmat kuin koboltin ja nikkelin.(Miljardin ja miljoonan tonnin ero), kustannusongelma on ratkaistu.

Lisäksi litiummanganaatilla on myös korkea potentiaali, ympäristöystävällisyys ja korkea turvallisuussuorituskyky. Se on tunnustettu lupaavimmaksi litiumkobolttioksidin LiCoO2:n korvaajaksi uuden sukupolven litiumioniakkujen katodimateriaalina.

Seuraavan sukupolven solid-state-akkuteknologiassa mangaanipitoisten katodimateriaalien ja komposiittilitiummetallianodien yhdistelmästä on tullut lupaava reitti massatuotantoon.

Mutta kaikessa on "mutta" mangaanipitoisissa katodimateriaaleissa, mukaan lukien litiummanganaatti, on kohtalokas vika, eli akun kapasiteetti laskee nopeasti ja akun käyttöikä heikkenee vakavasti.

Mekanismi sisältää useita tekijöitä. Toisaalta lataus- ja purkausprosessin aikana mangaani-ionit pyrkivät liukenemaan elektrolyyttiin, jolloin materiaalin mangaanipitoisuus vähenee, mikä aiheuttaa jännitteen heikkenemistä.

Toisaalta katodimateriaalin rakenteelliset vauriot ovat myös tärkeä tekijä jännitteen vaimenemisessa. Lataus- ja purkausprosessin aikana litiumia sisältävä mangaanipohjainen katodimateriaali joutuu tilavuusmuutoksiin, mikä aiheuttaa kiteen venymistä ja murtumista, mikä tuhoaa materiaalin rakenteen ja aiheuttaa edelleen jännitteen heikkenemistä.

Siksi menetelmä voi alkaa myös näistä kahdesta näkökulmasta.

Teslan uusi patentti käyttää menetelmää, jolla seostetaan sopiva määrä siirtymämetalli-ioneja materiaalin rakenteen ja stabiilisuuden parantamiseksi, liukenemis- ja saostumisilmiöiden vähentämiseksi ja siten jännitteen vaimenemisen vähentämiseksi.

Yleisesti ottaen metalli-ionien, kuten sinkin, raudan ja nikkelin seostus on hyväksyttävää.Mutta kun otetaan huomioon "akkukustannusten alentamisen" perustavanlaatuinen vaatimus, Tesla päätti lisätä magnesiumia.(magnesiumfluoridi), natrium(Sooda)。

Magnesiumfluoridi Tavalliset ihmiset eivät välttämättä ole kovin tekemisissä sen kanssa, ja sitä käytetään yleisesti metallurgian, keramiikan ja optiikan aloilla.muttaSoodaOlemme niin tuttuja, eikö?ruokasoodaNo~

Tietenkin täällä oleva natriumkarbonaatti on teollisuuslaatuista tuotetta, ja sen puhtaus eroaa edelleen hyvin paljon siitä soodasta, jota meillä ja sinulla on keittiöissämme.

Vaikka Teslan uusi patentti on vain pieni askel kohti mangaania sisältävien katodimateriaalien sijoittamista autoihin, sen merkitystä ei voi aliarvioida:

Aiemmin vain "teoreettisesti" saatavilla olevan akun katodimateriaalin muuttaminen todellisuudeksi.

Nykyisissä nesteakuissa käytettynä se voi merkittävästi vähentää kustannuksia ja parantaa suorituskykyä.

Tärkeämpää on kuitenkin solid-state-akkujen käyttö tulevaisuudessa: katodien kannalta edulliset, korkean suorituskyvyn mangaania sisältävät materiaalit voivat luonnollisesti vastata tarpeisiin. Nyt Tesla on tarjonnut vastaavan edullisen ratkaisun.Akun kestosuunnitelma.

Keskeinen läpimurto sähköajoneuvojen kantaman, kustannusten ja suorituskyvyn mahdottomalta näyttävän kolmion murtamiseksi on ollut hiljaa keittiössämme.

Akateemikko Muskilla on nyt uusi nimike:Alkemisti。

— kytkeäkirjoittaja —

— yli —

【Viite älyautoon】Alkuperäisen sisällön jäljentäminen ilman tilin lupaa on kielletty.

Klikkaa tästä👇Seuraa minua ja muista merkitä tähti, okei~