QuantumScape: Začali sme testovať 10-vrstvové pevné látky v komerčnom formáte. Batérie po 2 rokoch alebo viac
QuantumScape, jeden zo startupov pracujúcich na článkoch s pevným elektrolytom, sa pochválil spustením testov s 10-vrstvovými článkami. V roku 2022 chce spoločnosť ukázať články s niekoľkými desiatkami vrstiev a prvú testovaciu dávku vhodnú pre autá plánuje vydať v roku 2023.
Články s pevným elektrolytom musia byť silné a priestranné. Sú stále konštantné
Bunky vyvinuté QuantumScape sú systémy Či už kovové bez anódy... Anóda pozostáva z lítia na elektróde, keď sa batéria nabíja a pri vybití sa zničí. V typickom lítium-iónovom článku je anóda vyrobená z nejakej formy uhlíka (ako je grafit), niekedy dopovaného kremíkom. Keď v článku nie je grafit, nezaberá miesto, takže väčšinu objemu a hmotnosti článku možno použiť na uloženie náboja.
QuantumScape je dlho považovaný za najsľubnejší startup, pokiaľ ide o polovodičové články, ale aj táto spoločnosť tvrdí, že vývoj bude pomalý... Po jedno- a štvorvrstvových článkoch bolo možné vytvoriť 1-vrstvový článok, ktorý v prvých niekoľkých desiatkach cyklov prevádzky v režime 4C-10C (nabíjanie a vybíjanie výkonom rovnajúcim sa kapacite článku) resp. Režim C / 1-C / 1 vykazuje mierne zhoršenie. Ale to sú len 3-3 cykly pre niekoľko buniek, spoločnosť priamo uvádza o počiatočných fázach práce:
Prvé testy 10-vrstvových buniek QuantumScape. Graf ukazuje, že bolo dokončených iba 20-36 cyklov (cyklov) programu QuantumScape.
Výhodou experimentu je, že sa uskutočňuje pri teplote blízkej izbovej teplote (porovnaj: prevádzková teplota batérie eCitaro od BlueSolutions). A že máme do činenia s relatívne veľkými bunkami vo formáte 7,5 × 8 cm. To je tiež plus možnosť kombinácie pevného elektrolytu QuantumScape s lacnými lítium-železo-fosfátovými katódami... Napokon výhodou je objektivita QuantumScape, ktorý uvádza všetky relevantné parametre testu.
Predchádzajúca generácia článkov s pevným elektrolytom, 4-vrstvové články. Najhoršie fungujúce články stratili približne 5-6 percent svojej kapacity po 400 cykloch používania. Zaujímavé sú jasne viditeľné pulzácie zmeny vybíjacej energie (t.j. kapacity batérie) bezprostredne pred cyklom číslo 400 (c) QuantumScape
Tým však výhody končia. Lítiové kovové články počas prevádzky napučiavajú, pretože predtým viazané lítium v nich vytvára samostatný objekt – anódu. QuantumScape ich teda testuje pri 3,4 atmosfére, aby spomalil proces. To znamená, že prípadné odtlakovanie priestoru pre batérie môže v budúcnosti viesť k poruche batérie. To isté samozrejme s pneumatikou (prepichnutie nie je dobré), ale pneumatika nestojí ani za 1/3 auta.
Vysoký tlak v nádrži je však asi najmenší problém. 10-vrstvové články sú medzistupňom v porovnaní s článkami s niekoľkými desiatkami vrstiev, finálna verzia má prísť v roku 2022. Len tie ponúknu dostatočnú energetickú hustotu, aby mohli konkurovať klasickým lítium-iónovým článkom v pomere cena/výkon [QuantumScape neuvádza]. Prvý prototyp článkov vhodných pre použitie v automobiloch sa objaví v závode QS-0 v Kalifornii v roku 2023, teda o dva roky, keďže spoločnosť v súčasnosti pracuje na rozšírení výroby keramických separátorov (elektrolytov).
Pevná 10-vrstvová bunka QuantumScape (vľavo) a nová žíhacia linka inštalovaná v závode QS-0 (c) QuantumSCape
Spomínaná možnosť využitia elektrolytu QuantumScape v LFP článkoch vyzerá veľmi sľubne. Vďaka tomu takéto články dosahujú hustotu energie 0,6-0,7 kWh/l, čo zodpovedá najlepším moderným lítium-iónovým článkom s nikel-mangán-kobaltovými katódami a kvapalnými elektrolytmi. Hovoriaca osoba: s QuantumScape Porsche pevný elektrolyt dokáže zachovať kapacitu batérie Taycan bez zmeny veľkosti nádoby s výrazným poklesom jeho ceny pomocou LFP.
Očakáva sa, že bunky budú komercializované až na prelome rokov 2023 a 2024.
Toto by vás mohlo zaujímať:
