目前,大多數(shù)電動汽車電池在需要更換之前已可使用10萬到20萬英里,大約8年,相比燃油車的使用壽命已不遜色。大多數(shù)燃油汽車報廢前只能跑15萬英里(24萬公里),百萬公里還能開的車只是少數(shù)。燃油車100多年都沒有實現(xiàn)的目標,特斯拉310萬美元加上5年時間,能夠用電池實現(xiàn)嗎?車輛的其他零部件呢?
6月初,特斯拉公司向加拿大達爾豪西大學(xué)(Dalhousie University)的Jeff Dahn教授和他的研究團隊提供310萬美元資助,加上來自自然科學(xué)和工程研究委員會(NSERC)的資助,該團隊這次總計獲得600萬美元資金加持。
這事還得從特斯拉曾炒作的“百萬英里電池”和“特斯拉電池日”說起。
“百萬英里電池”子虛烏有
得電池者得電動汽車天下。2019年4月,埃隆馬·斯克就說將推出“百萬英里電池”,之后,噪音持續(xù)一年有余。人們真的以為,特斯拉5年前為自己設(shè)定的這個目標馬上就要實現(xiàn)了,電動汽車也將為之大賣。因為“百萬英里電池”可以支持電動汽車在需要更換電池之前行駛100萬英里(160萬公里),壽命可能持續(xù)數(shù)十年,能夠承受各種天氣和地形,這比傳統(tǒng)燃油車性價比還高,就好像燃油車百萬公里無大修一樣。
至于什么是“百萬英里電池”?馬斯克表示,新電池將依靠低鈷和無鈷電池化學(xué)成分等創(chuàng)新技術(shù),利用其他化學(xué)添加劑、材料和涂層長時間儲存能量。鈷非常稀有且開采不易,無鈷一直是電池行業(yè)的夢想。
2020年4月,馬斯克表示,特斯拉電池很快就能在其車輛壽命期內(nèi)行駛100萬英里了,這將徹底改變?nèi)藗冃哪恐须妱悠嚨男蜗蟆?br />
5月,美國標志性傳統(tǒng)主機廠通用汽車與特斯拉就“百萬英里電池”開始唇槍舌戰(zhàn)。馬斯克說,馬上要在中國推出其百萬英里電池,用在Model 3上;通用汽車執(zhí)行副總裁Doug Parks針鋒相對地表示,其Ultium電池總壽命很快就達到100萬英里。
6月,特斯拉合作伙伴,中國寧德時代董事長曾毓群也跟著忽悠說,已準備好生產(chǎn)百萬公里續(xù)航電池,這種百萬英里電池是寧德時代與特斯拉合作生產(chǎn)的。他在接受采訪時表示:“這種新電池可持續(xù)運行16年,并且可使電動汽車持續(xù)行駛124萬英里(約合200萬公里)。”比特斯拉的電池還多24萬英里。
由于有2016年與Dahn教授的研究團隊簽署的一紙為期5年的合作協(xié)議,許多人還是相信特斯拉是離“百萬英里電池”最近的公司。
過去幾年里,Dahn教授的團隊一直在為特斯拉申請電池技術(shù)專利,而這些專利技術(shù)也大幅提高特斯拉電動汽車的續(xù)航時間。
不過最終,與放言2020年底實現(xiàn)L5完全自動駕駛一樣,馬斯克又成為了人們的笑柄,原定于4月舉辦的特斯拉電池日一拖再拖,到9月22日才在特斯拉弗里蒙特工廠舉行。讓人們失望的是:根本沒有“百萬英里電池”的蹤影。
團隊繼續(xù)合作,Dahn另謀高就?
過去5年里,Dahn教授領(lǐng)導(dǎo)的電池研究團隊一直在幫助特斯拉改善電動汽車的電池技術(shù)。特斯拉和Dahn教授的團隊簽署的從事“先進電池研究”的合作協(xié)議今年就要到期,最近該協(xié)議的有效期已被延長至2026年,但該研究項目的負責(zé)人卻已換成了Chongyin Yang和Michael Metzger。Yang是馬里蘭大學(xué)的能量轉(zhuǎn)換和儲存專家。他的研究小組將致力于開發(fā)鋰離子電池材料,包括不含過渡金屬的可持續(xù)電極材料。畢業(yè)于慕尼黑技術(shù)大學(xué)的Metzger博士曾與巴斯夫和寶馬合作,開發(fā)了研究鋰離子電池壽命和老化的方法,還曾擔(dān)任Tier 1供應(yīng)商博世的研究工程師。他的研究小組將致力于研究提高鋰離子電池、鋰金屬電池和海水淡化電池性能和壽命的新方法,目標是開發(fā)新的電極材料和電解質(zhì)。
新的研究團隊將用600萬美元的資金研發(fā)以下新的項目:
降低電動汽車和電能儲存應(yīng)用的電池成本
提高電動汽車和電能儲存應(yīng)用的電池壽命和能量密度
維護和提高電動汽車和電能儲存應(yīng)用電池的安全性
增加電池中可持續(xù)材料的含量
特斯拉先進電池研究
Dahn教授哪里去也?原來他已離開為特斯拉研發(fā)電池的領(lǐng)導(dǎo)職務(wù),轉(zhuǎn)而成為Novonix Battery Technology Solutions的首席科學(xué)顧問。這是今年2月的消息,據(jù)說Dahn教授和他的研究團隊將繼續(xù)與特斯拉合作。
Dahn教授是電池領(lǐng)域的名人,從事電池研究已有40多年,發(fā)表了730多篇與電池技術(shù)相關(guān)的論文,擁有73項專利。Novonix是2013年Chris Burns博士(現(xiàn)任首席執(zhí)行官)從Dahn教授的研究小組中剝離出來的公司。
Burns博士說:“非常高興Dahn教授能加入Novonix團隊,參與到我們?yōu)殇囯x子電池行業(yè)開發(fā)和供應(yīng)世界領(lǐng)先材料的計劃中來。他的見解、行業(yè)人脈和經(jīng)驗將成為我們企業(yè)的巨大財富。”
Novonix最近提出了干粒子微珠化(DPMG)技術(shù)的專利申請,有望降低成本,提高正負極材料的制造效率。Novonix正在一個試驗性陰極處理設(shè)備上開發(fā)這種材料。除了在加拿大的業(yè)務(wù)外,Novonix還在田納西州經(jīng)營純石墨陽極材料廠,正在將合成石墨的產(chǎn)能提升至2000噸/年。
關(guān)于與特斯拉的合作,Dahn教授表示:“兩位都是杰出的科學(xué)家和有魅力的領(lǐng)導(dǎo)人,他們?yōu)楹献骰锇殛P(guān)系帶來了新的想法、新方法和新的專業(yè)知識,并對電力運輸和可再生能源做出了充分承諾。”
他表示:“非常感謝NSERC和特斯拉提供的資金。這將使新的研究人員和我一起解決許多剩下的謎題。”
特斯拉也大度地表示:“我們期待著他們在電池技術(shù)方面的重要貢獻,幫助我們實現(xiàn)我們的使命。”
曾經(jīng)的“百萬英里電池”
2017年3月,作為特斯拉著名電池研究員的Dahn教授獲得了以加拿大物理學(xué)家、1971年的諾貝爾化學(xué)獎得主、20世紀世紀最偉大科學(xué)家之一格哈德?赫茨伯格(Gerhard Herzberg)命名的加拿大科學(xué)與工程金獎,以表彰其在提高電池效率方面發(fā)揮的很大作用。他當時表示,正在與特斯拉合作,致力于制造一種能使用30年的電池。
早在2019年9月,Dahn教授和他的研究團隊就在《電化學(xué)學(xué)會雜志》(JES)上發(fā)表了一篇論文《一種優(yōu)秀鋰離子電池化學(xué)的廣泛測試結(jié)果將用作新電池技術(shù)的基準》,闡述了單晶正極材料專利的重要性,描繪了一種可以為電動汽車提供超過100萬英里的動力鋰離子電池。他說:“這種電池應(yīng)該能夠為電動汽車提供超過100萬英里的電力,并且在電網(wǎng)儲能中至少維持20年。”
正是這篇論文讓他成了“百萬英里電池”猜想的關(guān)鍵先生。當時馬斯克就解釋說,除了電池組,特斯拉幾乎所有的零部件都可以續(xù)航100萬英里,但這終究沒能成為現(xiàn)實。
在文章中,Jeff Dahn教授和他的研究團隊提供了新電池的全部細節(jié),稱其為進一步的研究創(chuàng)建了一個基準。研究人員使用了一種高鎳NCM正極材料,其比容量比為當今移動設(shè)備供電的鋰離子電池正極材料高出20%。所選擇的正極材料NCM523(50%鎳,20%鈷,30%錳)很穩(wěn)定,為進一步研發(fā)提供了極佳參考和起點。材料中的其他關(guān)鍵組分包括石墨負極和混合溶劑、添加劑和鹽電解質(zhì)溶液。
Dahn教授曾表示,他所描述的電池可馬上用于電動汽車,“不過,由于該研究的目的是為鋰離子電池技術(shù)提供可靠的基準和參考,與先進的鋰離子電池相比,所描述的電池的比能量密度并不是最高的。根據(jù)這項研究,可以很快開發(fā)出兩次充電間隔可行駛500公里(300英里)的鋰離子電池。”
Dahn教授從1996年開始運營該實驗室,是開發(fā)電動汽車鋰離子電池和電網(wǎng)存儲技術(shù)的先驅(qū)。其重要貢獻包括化學(xué)添加劑和更大晶體組成電池納米結(jié)構(gòu)正極材料,據(jù)說較大的晶體在充電時幾乎不可能破裂,更能抵抗快速充電等壓力造成的損傷,從而防止電池性能下降,延長其壽命。該實驗室與特斯拉的獨家研究合作關(guān)系至少可以追溯到2012年。
電動汽車能實現(xiàn)百萬公里不換電?
電動汽車的成本有三分之一是電池,長壽命電池可能會使電動汽車比燃油汽車更具優(yōu)勢,尤其是在實用性方面,畢竟一輛很少需要保養(yǎng)、壽命100萬英里的汽車要比每行駛5000英里就需要換油、保養(yǎng),最終只能行駛30萬英里的汽車更好。電池使用壽命長,還可以做得更小、更輕,增加車輛續(xù)航里程;換下的電池還可以在電網(wǎng)儲能中用很多年。
目前,大多數(shù)電動汽車電池在需要更換之前已可使用10萬到20萬英里,大約8年,相比燃油車的使用壽命已不遜色。那百萬英里不用換電池呢?你作何感想?
現(xiàn)在,大多數(shù)燃油汽車報廢前只能跑15萬英里(24萬公里)。當聽到有人說自己的車百萬公里無大修時,你的第一反應(yīng):可能嗎?第二反應(yīng):發(fā)動機質(zhì)量真好!在中國贏得百萬公里無大修的網(wǎng)紅車不是沒有:皇冠、捷達、普拉多、雅閣和伊蘭特。不過,百萬公里還能開的車只是少數(shù)。
燃油車100多年都沒有實現(xiàn)的目標,特斯拉能夠用電池實現(xiàn)嗎?車輛的其他零部件呢?
310萬美元加上5年時間,能不能搞出那個電池來?還是得畫一個問號!
原標題：特斯拉再投310萬美元要搞出百萬英里電池？
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