当丰田致力于2027年实现全固态电池量产装车，能充电10分钟续航1200公里的壮举时，特斯拉却在传统液态电解质锂离子电池的改进上默默耕耘。据autoevolution网站披露，特斯拉一直与加拿大哈利法克斯达尔豪斯大学的一个电池研究实验室保持紧密合作。该实验室在单晶无钴正极的锂离子电池技术上取得了最新进展，这标志着特斯拉在电池技术领域的又一重要突破。
特斯拉被公认为是锂离子电池技术领域的佼佼者，其车辆所配备的电池在市场上以卓越性能和耐用性脱颖而出。然而，鲜为人知的是，特斯拉在这一领域的众多技术成就背后，离不开锂离子电池开发的先驱杰夫·达恩的贡献。达恩目前领导着达尔豪斯大学的电池研究实验室，自20世纪70年代末开始便致力于锂离子电池的研究。
2015年，达恩及其团队与特斯拉达成了合作协议，并在此后的岁月里保持着紧密的合作关系。自2016年以来，特斯拉已资助了达尔豪斯大学的多项电池研究工作。特斯拉的锂离子电池专利申请中，有多项将达恩及其团队成员列为共同发明人，充分展现了双方在电池技术上的紧密合作与共同创新。
▣ 单晶无钴正极突破
达恩在《电化学学会杂志》上发表的一篇论文中披露，其团队正在研究一种独特的不含钴单晶正极材料。相较于多晶正极材料，这种单晶正极材料在镍钴锰三元锂离子电池中展现出更长的使用寿命。多晶材料在经过多次循环后会产生颗粒微裂纹，从而严重影响电池寿命，而单晶材料则能在1000次循环后仍保持微裂纹的极少出现。
▣ 成本与应用挑战
尽管单晶正极材料在性能上具有显著优势，但其高昂的成本仍然是一个不可忽视的问题。单晶正极材料约占整个电池成本的76%，电池组成本的55%，这在一定程度上限制了其商业应用的推广。面对这一挑战，达恩团队提出了一个创新的解决方案——通过调整化学成分来降低钴元素的含量，从而有效降低成本。这一方案的提出，无疑为单晶正极材料的商业应用带来了新的希望。
▣ 创新解决方案
最终，该团队成功研发出一种不含钴的单晶层状氧化物正极材料，被命名为NM64，其特点在于含有60%的镍和40%的锰。目前，特斯拉所采用的锂离子电池正极材料为镍钴锰811三元正极，其中镍的占比高达80%。通过将镍含量降至60%，即采用NM64材料，有望进一步实现成本节约。
▣ 正极材料制作工艺
单晶NM64正极材料的生产采用了简便的全干法合成工艺，无需使用水或中间化学品，从而减少了废物的产生。然而，这与特斯拉为4680电池开发的干电极工艺有所不同。研究显示，该电池展现出卓越的高电压稳定性，最高可达4.4伏。此外，通过在正极上添加0.3%的钨涂层，进一步提升了循环稳定性。
▣ 特斯拉4680电池的优势
特斯拉4680电池不仅在干电极工艺上展现了独特的优势，其电池性能也备受瞩目。该电池的高电压稳定性尤为出色，能够达到4.4伏，显示出其卓越的电化学性能。此外，通过在正极上巧妙地添加0.3%的钨涂层，进一步增强了电池的循环稳定性，为其在实际应用中的长期性能提供了有力保障。
这种创新的正极材料制作工艺相对简单，使得现有的商业生产设施能够轻松地采纳并应用这一新技术。这不仅简化了正极材料的制造流程，还降低了生产成本和时间。尽管全球汽车行业的焦点目前主要集中在丰田汽车的全固态电池上，但旧的液体电解质锂离子电池仍具有显著的市场份额。不过，要在特斯拉电动汽车上广泛应用这项技术，可能还需要一定的时间。
全部评论 （0）