นักวิจัยของเทสลาสาธิตแบตเตอรี่ 100 ปี 4 ล้านไมล์

ความกังวลที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งเกี่ยวกับ EV คือแบตเตอรี่จะต้องเปลี่ยนใหม่หลังจากผ่านไปสองสามปีโดยมีค่าใช้จ่ายสูง ท้ายที่สุดแล้ว แบตเตอรีสมาร์ทโฟนของคุณน่าจะมีวันที่ดีขึ้นภายในเวลาเพียงสามปี แต่นักวิจัยของเทสลากำลังเตรียมพร้อมที่จะนำแนวคิดนี้ไปสัมผัสทันทีหลังจากสาธิตแบตเตอรี่ที่อาจอยู่ได้นานกว่ามนุษย์ส่วนใหญ่

ผู้ที่ชื่นชอบเทสลามักจะเคยได้ยินชื่อเจฟฟ์ ดาห์นแล้ว เขาเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัย Dalhousie และเป็นพันธมิตรด้านการวิจัยกับ Tesla มาตั้งแต่ปี 2016 จุดสนใจของเขาคือการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ตลอดจนลดต้นทุนของแบตเตอรี่ Dahn ดูเหมือนจะได้รับภาระแม่พร้อมกับเพื่อนร่วมงานในทีมวิจัยของเขา ใน บทความที่ตีพิมพ์ในวารสารสมาคมไฟฟ้าเคมีกลุ่มอ้างว่าได้สร้างการออกแบบแบตเตอรี่ที่สามารถใช้งานได้ 100 ปีภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

กระดาษของ Dahn เปรียบเทียบเซลล์ตามเคมีของ Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2] (“NMC 2”) กับ LiFePO532 อย่างหลังคือเคมี "ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต" (หรือที่รู้จักในชื่อ LFP) ที่เทสลาใช้ในรถยนต์รุ่น 4 มาตรฐานของจีนที่นำเข้ามาในยุโรป เคมีของ LFP มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าทางเลือกลิเธียมไอออนที่แพร่หลาย แต่มีราคาถูกกว่า ทนทานกว่า และปลอดภัยกว่าเช่นกัน LFP สามารถใช้งานได้นานถึง 3 รอบการชาร์จและการคายประจุ ดังนั้นการเอาชนะในเรื่องนี้จึงไม่ใช่เรื่องเลวร้าย เซลล์ NMC 12,000 ของ Dahn พบว่าไม่มีการสูญเสียความจุหลังจากผ่านไปเกือบ 532 รอบ กระดาษคาดการณ์สิ่งนี้เพื่อบ่งบอกถึงอายุการใช้งาน 2,000 ปี (เห็นได้ชัดว่าพวกเขาไม่ได้ทดสอบแบตเตอรี่นานขนาดนั้น)

Dahn ยังได้กล่าวปาฐกถาพิเศษในเดือนมีนาคมที่งานสัมมนาแบตเตอรี่ระหว่างประเทศในเมืองออร์แลนโด รัฐฟลอริดา ซึ่งเขา พูดคุยเกี่ยวกับ “แบตเตอรี่ 4 ล้านไมล์”. ซึ่งรวมถึงการค้นพบบางส่วนในรายงานฉบับนี้ ก่อนเผยแพร่ในเดือนนี้ ดาห์น ฮา ก่อนหน้านี้สัญญาว่า "แบตเตอรี่ล้านไมล์"และได้รับการทดสอบเซลล์ตามคุณสมบัติทางเคมีของเขาตั้งแต่เดือนตุลาคม 2017 เห็นได้ชัดว่าเซลล์มีความแข็งแรง และหลังจากผ่านไป 4.5 ปีของการหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิห้อง พบว่ามีการเสื่อมสภาพเพียง 5% เท่านั้น นี่หมายความว่าพวกเขาสามารถขับเคลื่อน EV ได้ 4 ล้านไมล์ก่อนที่จะต้องเปลี่ยน

สาเหตุส่วนหนึ่งที่ทำให้อายุยืนยาวคือการเปลี่ยนจากแคโทดโพลีคริสตัลลีนเป็นแคโทดผลึกเดี่ยว ซึ่งไม่แตกตัวอย่างรวดเร็วในระหว่างรอบการคายประจุ เคมี NMC 532 Dahn ใช้ความแตกต่างกับเคมี NMC 811 ที่ใช้โดย LG Chem ซึ่งมีนิกเกิลแปดส่วนในแคโทดสำหรับแต่ละส่วนของแมงกานีสและโคบอลต์ ปีที่แล้ว Tesla Model Y เปลี่ยนจาก NMC 811 เป็นเซลล์เคมี NCMA ของ LG Chem หรือที่เรียกว่า "high nickel" สิ่งเหล่านี้มีราคาแพงเมื่อเทียบกับ LFP หรือ NMC 811 แต่มีความหนาแน่นสูงสุดสำหรับช่วงที่ยาวที่สุด เคมีของ NCMA ใช้นิกเกิล โคบอลต์ แมงกานีส และอะลูมิเนียมสำหรับแคโทด แต่ส่วนใหญ่เป็นนิกเกิล (89%)

การทดสอบเคมีของ NMC 532 Dahn ถือเป็นการก้าวกระโดดอีกครั้งในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม รถยนต์ไม่จำเป็นต้องมีอายุการใช้งาน 100 ปี และไม่จำเป็นต้องวิ่งได้ถึง 4 ล้านไมล์เช่นกัน พิจารณาว่า อายุรถเฉลี่ยในสหรัฐอเมริกาคือ 12 ปี ทำ 14,000 ไมล์ต่อปี ระยะทางตลอดอายุการใช้งานเฉลี่ยที่ขับโดยรถอเมริกันคือ 168,000 ไมล์ และในยุโรปนั้นน้อยกว่ามาก ดังนั้น ในความเป็นจริง แบตเตอรี่ที่มีความทนทาน 4 ล้านไมล์จะเปิดใช้งานแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น รถยนต์สู่กริด ซึ่งจะเพิ่มอัตราการหมุนเวียนประจุ-คายประจุ แต่มีแนวโน้มว่าจะมีประโยชน์มากที่สุดสำหรับการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าสถิตย์ในบ้านและสำหรับความสามารถในการบัฟเฟอร์กริดจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่อง

ผู้ที่ชื่นชอบไฮโดรเจนมักโต้แย้งว่าแบตเตอรี่เป็นเพียงจุดแวะพัก จนกว่ารถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงและระบบจัดเก็บไฮโดรเจนจะเข้าสู่กระแสหลัก แต่ด้วยการพัฒนาทั้งหมดที่เกิดขึ้นในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ ไฮโดรเจนน่าจะน้อยเกินไป และสายเกินไปเมื่อมาถึงในปริมาณสำหรับการขนส่ง เทคโนโลยีอย่าง Dahn กำลังทำงานอยู่เคียงข้าง การพัฒนาลิเธียมซัลเฟอร์เช่นจาก Theion และ เทคโนโลยีการชาร์จที่รวดเร็วเป็นพิเศษ เช่น StoreDot'sจะหมายความว่าในเวลาเพียงไม่กี่ปีแบตเตอรี่สามารถแก้ไขปัญหาทั้งหมดที่เกิดขึ้นกับพวกเขาได้