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Tesla團隊研發高能量密度電池 藉LiDFOB/LiBF4電解質改變鋰金屬電池缺陷

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科技產業資訊室 (iKnow) - Gloria 發表於 2020年8月17日

圖、Tesla團隊研發高能量密度電池 藉LiDFOB/LiBF4電解質改變鋰金屬電池缺陷
 
特斯拉的加拿大電池研究團隊透過雙鹽LiDFOB/LiBF4電解質溶液來解決無陽極鋰金屬電池缺陷,進而達到高能量密度的電池單元,為電動車的電池使用壽命找出延長之法。

許多公司或研究團隊認為下一代電池將是固態電池的天下,但特斯拉和Dahn引領的加拿大研究小組,卻提出了在不增加昂貴製造成本與設備之下,透過電解質和形態分析、診斷和糾正無陽極電池故障,進而讓無陽極電池的單位儲存能力比起傳統的鋰離子電池還要更強,這對於增加電動車的續航能力至關重要。特斯拉甚至考慮將這一款電池能夠應用在電動垂直起降(electric vertical take off and landing;eVTOL)飛機。

根據Dahn團隊發現,使用雙鹽碳酸鹽電解質可以延長無陽極電池的使用壽命。其在實驗中採用稀薄的(2.6 g Ah 1)液體電解質參與無陽極電池的降解過程,使用掃描電子顯微鏡和X射線斷層掃描觀察原始鋰形態的退化,並使用核磁共振光譜和超聲投射圖譜診斷電解質降解和耗竭的原因。對於安全特性測試,在釘子穿透過程中測量電池溫度。

簡單來說,通過使用雙鹽電解液,原位無活性的死鋰混合物會在內部形成大而緻密的鋰柱,進而形成理想的鋰形態,足以解決壽命較短的問題。不過,他們現在只能實現90次循環,這對於商業應用來說根本是不夠的,更不用說應用在電動車。

其實,特斯拉一直在努力開發具有百萬英哩續航能力的電池。對於電池來說,能量密度是延長電動車續航里程的關鍵,因為其在每一次充電延長續航里程之間存在著微妙的界限。以目前進展來看,即使加拿大研究團隊發現這一關鍵,但是如何從90次循環使用,變成800至1000次之間,這就成為關鍵了。

特斯拉先前曾經為一種電解質溶液申請專利,只要將這種溶液添加到鋰離子電池中,就可以延長電池的壽命。目前來看,即使加入雙鹽電解液成功地將無陽極電池的使用壽命延長至200次,仍然不足夠。

依據Musk的判斷,特斯拉要突破電池密度且達到能夠量產地步,仍需要四年的時間,那就要看固態電池到時候的發展情況會如何,才能夠判斷特斯拉未來能否持續掌控電動車的主導權。(724字)


參考資料:
Tesla researchers show path to next-gen battery cell with breakthrough energy density. Electrek,2020/8/12
Tesla battery researchers mention enabling electric aircraft with new batteries. Electrek, 2020/8/13 


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