חוקר טסלה מפגין סוללה של 100 שנים ו-4 מיליון מייל

אחת החששות הגדולים ביותר בנוגע לרכבי רכב חשמליים היא שהסוללות יצטרכו להחליף לאחר כמה שנים, במחיר גבוה. אחרי הכל, סביר להניח שסוללת הטלפון החכם שלך ראתה ימים טובים יותר תוך שלוש שנים בלבד. אבל חוקר טסלה מתכונן להפעיל את הרעיון הזה אחת ולתמיד, לאחר שהדגים סוללות שעלולות להאריך ימים יותר מרוב בני האדם.

סביר להניח שחובבי טסלה שמעו כבר על ג'ף דאן. הוא פרופסור באוניברסיטת דאלהוזי והיה שותף מחקר עם טסלה מאז 2016. המיקוד שלו היה להגדיל את צפיפות האנרגיה ואת אורך החיים של סוללות ליתיום-יון, כמו גם להפחית את העלות שלהן. נראה כי דאן פגע במטען האם יחד עם עמיתים בצוות המחקר שלו. ב מאמר שפורסם בכתב העת של האגודה האלקטרוכימית, טוענת הקבוצה שיצרה עיצוב סוללה שיכול להחזיק מעמד 100 שנים בתנאים הנכונים.

המאמר של Dahn מעמיד תאים המבוססים על כימיה Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 ("NMC 532") ל-LiFePO4. האחרון הוא הכימיה של "ליתיום ברזל פוספט" (aka LFP) שבה משתמשת טסלה כיום במכוניות סטנדרטיות מדגם 3 שנבנו בסין המיובאות לאירופה. לכימיה של LFP יש צפיפות אנרגיה נמוכה יותר מאשר חלופות ליתיום-יון נפוצות יותר, אך היא זולה יותר, עמידה יותר ולכאורה בטוחה יותר, מדי. LFP יכול להימשך עד 12,000 מחזורי טעינה-פריקה, כך שלנצח אותו בהקשר זה אינו דבר של מה בכך. תאי NMC 532 של Dahn לא הראו אובדן קיבולת לאחר כמעט 2,000 מחזורים. המאמר ממחיש זאת כדי לרמוז על תוחלת חיים של 100 שנה (כמובן שהם לא בדקו את הסוללה כל כך הרבה זמן).

דאן גם הציג נאום מרכזי במרץ בסמינר הסוללות הבינלאומי באורלנדו, פלורידה, שם הוא דיברו על "סוללה של 4 מיליון מייל". זה כלל חלק מהממצאים בעיתון, לפני יציאתו לאור החודש. לדהן היה הבטיח בעבר את "סוללת מיליון המייל", ובוחן תאים בהתבסס על הכימיה המותאמת שלו מאז אוקטובר 2017. ככל הנראה, הם מתחזקים ולאחר 4.5 שנים של רכיבה על אופניים רצוף בטמפרטורת החדר, הם ראו רק 5% השפלה. המשמעות היא שהם יכולים להניע רכב חשמלי לאורך 4 מיליון מיילים לפני שיהיה צורך להחליף אותו.

חלק מהסיבות לאריכות החיים היא המעבר מקתודות פולי-גבישיות לקתודות חד-גבישיות, שאינן מתפרקות כל כך מהר במהלך מחזור הטעינה-פריקה. ה-NMC 532 כימיה Dahn משתמש בניגודים לכימיה NMC 811 המופעלת כיום על ידי LG Chem, אשר מכילה שמונה חלקי ניקל בקתודות שלה עבור כל חלק של מנגן וקובלט. בשנה שעברה עברה ה-Tesla Model Y מ-NMC 811 לתאי הכימיה NCMA של LG Chem, המכונים "ניקל גבוה". אלה יקרים בהשוואה ל-LFP או ל-NMC 811 אך מציעים את הצפיפות הגבוהה ביותר לטווח הארוך ביותר. כימיה של NCMA משתמשת בניקל, קובלט, מנגן ואלומיניום עבור הקתודות שלה, אבל הרוב הוא ניקל (89%).

הכימיה של NMC 532 ש-Dahn בדק מבטיחה קפיצת מדרגה נוספת בטכנולוגיית הסוללה. עם זאת, מכוניות אינן צריכות להחזיק מעמד 100 שנים, והן אינן צריכות לעבור גם 4 מיליון מיילים. בהתחשב בכך גיל הרכב הממוצע בארה"ב הוא 12 שנים בנסיעה של 14,000 מייל בשנה, מרחק החיים הממוצע שנוסעת על ידי מכונית אמריקאית הוא 168,000 מיילים, ובאירופה זה הרבה פחות. כך שבמציאות, סוללות עם עמידות של 4 מיליון מייל יאפשרו יישומים כמו רכב-לרשת, מה שיגדיל את קצב רכיבת הטעינה-פריקה. אבל סביר יותר שהם יהיו שימושיים ביותר עבור אחסון אנרגיה סטטית בבתים ועבור קיבולת חציצה ברשת מאספקה ​​מתחדשת לסירוגין.

חובבי מימן טוענים לעתים קרובות שסוללות הן רק נקודת מפנה עד שכלי רכב חשמליים של תאי דלק ומערכות אחסון מימן יגיעו למיינסטרים. אבל עם כל הפיתוח המתרחש בטכנולוגיית הסוללות, מימן צפוי להיות מעט מדי, מאוחר מדי כאשר הוא אכן מגיע בנפח לתחבורה. טכנולוגיות כמו אלה שדן עובד עליהן, לצדן פיתוחי ליתיום גופרית כמו תיאון ו טכנולוגיית טעינה מהירה במיוחד כמו של StoreDot, יגרום לכך שבתוך שנים ספורות סוללות פתרו את כל הבעיות שהוצגו נגדן.