QuantumScape: ما آزمایش مواد جامد 10 لایه را در قالب تجاری آغاز کرده ایم. باتری بعد از 2 سال یا بیشتر
QuantumScape، یکی از استارت‌آپ‌هایی که روی سلول‌های الکترولیت جامد کار می‌کند، آزمایش‌هایی را با سلول‌های 10 لایه انجام داد. در سال 2022، این شرکت می خواهد سلول هایی با چندین ده لایه را نشان دهد و قصد دارد اولین دسته آزمایشی مناسب برای خودروها را در سال 2023 منتشر کند.
سلول های الکترولیت جامد باید قوی و جادار باشند. آنها هنوز هم دائمی هستند
سلول های توسعه یافته توسط QuantumScape سیستم هستند چه فلزی بدون آند. هنگامی که باتری شارژ می شود، آند از لیتیوم روی الکترود تشکیل شده است و در هنگام تخلیه از بین می رود. در یک سلول لیتیوم یون معمولی، آند از نوعی کربن (مانند گرافیت) ساخته می شود، گاهی اوقات با سیلیکون دوپ می شود. هنگامی که گرافیت در سلول وجود ندارد، فضایی را اشغال نمی کند، بنابراین بیشتر حجم و وزن سلول می تواند برای ذخیره بار استفاده شود.
QuantumScape برای مدت طولانی به عنوان امیدوار کننده ترین استارت آپ در مورد مواد جامد در نظر گرفته می شود، اما حتی آن شرکت ادعا می کند که توسعه کند خواهد بود. پس از سلول های تک و چهار لایه، امکان ایجاد سلول 1 لایه وجود داشت که در چند ده سیکل اول عملکرد در حالت 4C-10C (شارژ و دشارژ با توانی برابر با ظرفیت سلول) و حالت C / 1-C / 1 خرابی کمی را نشان می دهد. اما این فقط 3-3 چرخه برای چند سلول است، این شرکت مستقیماً در مورد مراحل اولیه کار بیان می کند:
اولین آزمایش سلول های 10 لایه QuantumScape. نمودار نشان می دهد که تنها 20-36 چرخه (c) QuantumScape تکمیل شده است.
مزیت آزمایش این است که در دمای نزدیک به دمای اتاق انجام می شود (مقایسه کنید: دمای کار باتری eCitaro از BlueSolutions). و اینکه ما با سلول های نسبتا بزرگ در فرمت 7,5 × 8 سانتی متر سروکار داریم. این نیز یک امتیاز مثبت است. امکان ترکیب الکترولیت جامد QuantumScape با کاتدهای ارزان قیمت لیتیوم آهن فسفات. در نهایت، یک مزیت عینی بودن QuantumScape است که تمام پارامترهای تست مربوطه را فهرست می کند.
سلول های دارای الکترولیت جامد نسل قبل، سلول های 4 لایه. سلول هایی که بدترین عملکرد را داشتند، پس از 5 دوره استفاده، حدود 6-400 درصد از ظرفیت خود را از دست دادند. جالب است امواج به وضوح قابل مشاهده تغییر در انرژی تخلیه (یعنی ظرفیت باتری) بلافاصله قبل از چرخه شماره 400 (c) QuantumScape
اما این پایان سود است. سلول های فلزی لیتیوم در حین کار متورم می شوند زیرا لیتیوم قبلاً متصل شده یک جسم جداگانه در آنها ایجاد می کند - آند. بنابراین QuantumScape آنها را در 3,4 اتمسفر آزمایش می کند تا روند را کاهش دهد. این بدان معنی است که کاهش فشار احتمالی محفظه باتری می تواند منجر به خرابی باتری در آینده شود. البته در مورد لاستیک هم همینطور (پنچری خوب نیست) ولی لاستیک به 1/3 ماشین هم نمی ارزه.
با این حال، فشار بالای مخزن احتمالاً کمترین مشکل است. خوب، سلول‌های 10 لایه در مقایسه با سلول‌هایی با چندین ده لایه یک مرحله میانی است که نسخه نهایی آن در سال 2022 ارائه می‌شود. فقط آنها چگالی انرژی کافی برای رقابت با سلول‌های لیتیوم یونی کلاسیک از نظر قیمت/عملکرد ارائه می‌دهند [QuantumScape نمی‌گوید]. اولین نمونه اولیه سلول های مناسب برای استفاده در خودرو در سال 0 در کارخانه QS-2023 در کالیفرنیا ظاهر می شود، یعنی دو سال دیگر، زیرا این شرکت در حال حاضر در حال تلاش برای توسعه تولید جداکننده های سرامیکی (الکترولیت ها) است.
سلول سفت و سخت QuantumScape 10 لایه (سمت چپ) و خط بازپخت QS-0 نصب شده در کارخانه جدید (ج) QuantumSCape
امکان استفاده از الکترولیت QuantumScape در سلول های LFP بسیار امیدوارکننده به نظر می رسد. به لطف این، چنین سلول هایی به چگالی انرژی 0,6-0,7 کیلووات ساعت در لیتر می رسند که با بهترین سلول های لیتیوم یون مدرن با کاتدهای نیکل-منگنز-کبالت و الکترولیت های مایع مطابقت دارد. شخص سخنگو: با الکترولیت جامد QuantumScape پورشه می تواند ظرفیت باتری تایکان را حفظ کند بدون تغییر اندازه ظرف با کاهش قابل توجه قیمت آن از طریق استفاده از LFP.
انتظار می رود که سلول ها زودتر از سال های 2023 و 2024 تجاری شوند.
این ممکن است برای شما جالب باشد:
