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特斯拉成功申请了4000项充放电和160万公里电池专

发布日期:2020-05-16 13:53来源:未知

据国外媒体报道,特斯拉首席执行官埃隆马斯克的进步已将电动车电池的使用寿命推迟至160万公里。该公司提交的新专利也证实了特斯拉正在加速实现这一政策。新专利描述了用于电池锂化制造过程的镍钴铝(NCA)电极的新合成方法和工艺。新工艺可以大大提高电池寿命,降低电池制造成本。

今天,特斯拉已经为这种新技术申请了美国和国际专利。根据最新消息,特斯拉公司已经通过了加拿大特斯拉公司的电池技术的国际专利申请。

  特斯拉研发超长命命电池不是奥秘

特斯拉电池新专利的曝光表明,特斯拉正在开发从上一个客户那一年起使用寿命长的电池。

2019年,特斯拉在电池研究领域的合作伙伴杰弗达恩(JeffDahn)发布了一篇关于电池的新论文。该报提到,与特斯拉合作开发的电池的里程数要高出160万公里,新电池在零下40度的极端温度下可以连续充放电4000次。

也是在2019年,特斯拉在电池领域多次出手,宣布以2.18亿美元的55%溢价收购麦克斯韦电池公司、自建电池奥美研究中心和大学,共同研究新的电池技术。

这一次,特斯拉提交了一项新的专利名为“镍钴铝(NCA)电极合成法”,其中描述了一种新的和有效的电极合成方法附近的电池生产,并被称为镍钴铝电极加热过程。

以前的加热方法有时会导致形成称为锂基质(L15AIO4)的杂质,虽然降低电池中的锂含量可以减少污染,但也导致电化学性能差。

正如针对这一现象的新专利中所提到的,电池将被加热到足以生长单晶的温度。锂与其他金属的校正比例将限制第一次加热过程中杂质的形成。锂将在低于第一次加热循环的温度下进行第二次加热。

参与该专利的研究人员指出,这一过程有利于开发无杂质的单晶NCA,使电池能够实现4000多次充放电循环,从而将电池的使用寿命延长至160万公里。

在这个阶段,特斯拉型号的电池寿命远低于160万公里。事实上,160万公里的使用政策是在车辆设计之初考虑的。今天,车身结构、电力驱动系统和电子系统的寿命可能会实现,但电池无疑是一块短板。目前,特斯拉动力电池的寿命只有50万公里,阁下。

到那时,特斯拉160万公里的电池肯定会成为汽车电池行业的革命性创新和巨大成就。

目前,很多型号的三元锂电池的充放电次数可能是1000次,最耐用的磷酸铁锂电池只有2000次左右。特斯拉的新电池,未来可能会充放电超过4000次,无疑会有被挤压的优势。

然而,这种新型电池已经安装在各种特斯拉车型上,这并不意味着汽车可以达到160万公里,因为汽车的使用寿命取决于许多因素,并且与整车的零件质量、制造和车辆技术有很大关系。

内燃机车诞生和使用已经有100多年了,而生命中的里程超过100万公里是罕见的。

内燃机技术已经非常成熟,生产成本低,维修性强。一旦电动车电池出现问题,需要更换,不仅成本昂贵,而且维修困难。长寿命电池的发展是一个亟待解决的问题,长寿命电池的发展也是一个大的产业趋势。

  我国新能源汽车两种主流电池

目前,磷酸铁锂电池和三元锂电池是中国新能源汽车中使用最多的两种电池。

磷酸铁锂电池是一种以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。(锂离子电池的正极材料主要包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元电池

不变性是当今汽车最好的电池。如上所述,您2000次的充电和放电次数也是当今电池类型中最高的。

缺点:

与三元锂电池和钴锂电池相比,能量密度仍有很大差距。

由于其体积大、重量重,会占用车内大量空间,迫使整车重量增加。

在温度过低的环境下,磷酸铁锂电池的使用寿命会受到严重影响。磷酸铁锂电池不适合在中国北方寒冷地区使用。

三元锂电池是以锂-镍-钴-锰三元正极材料作为ax正极材料的锂电池。

优势:

小尺寸、高能量密度和高储能容量(高端电车首选电池)

能更好地适应寒冷天气,低温充放电,电池不乱。

缺点:

使用寿命周期低,是车辆使用的成本提升。

成本相对较高(虽然三元锂电池的规模在过去两年得到提升后,制造成本大幅降低,但对于低价型号来说仍然偏高)。

非随机性能差,三元锂电池的能量密度比高,安全性和非随机性能必然低于磷酸铁锂电池(而且三元锂材料的化学反应特别强烈,50-300的高温会引起分化,一旦释放出氧分子,电解液在高温的影响下会迅速燃烧,会立即发生爆燃)。

石墨烯电池近年来一直备受争议。在实验中,石墨烯电池可以将充电时间从几个小时减少到不到一分钟。在锂电池中添加石墨烯可以帮助锂电池减少生产过程中的热量,最大限度地减少能量损失,防止大量能量被耗尽,减少热量对电池的损害,提高电池的使用寿命。

石墨烯电池也被称为“纯金”电池。将石墨烯添加到锂电池中生产成本太高,大约每克2000元,基本上无法大规模应用。石墨烯电池目前仅用于航空航天和其他非成本行业。

目前,用于新能源汽车的石墨烯电池仍处于实验阶段,还没有量产车。

目前,磷酸铁锂电池已经广泛应用于电动汽车行业。除了小型新能源汽车外,磷酸铁锂电池还用于电动公交车和其他重型车辆。

中国三元锂电池在过去几年的快速增长与前几年新能源补贴政策的建立密不可分。近年来,由于许多汽车公司的产品在电池系统中具有较长的行驶里程和高能量密度,中国一直在向三元锂电池发展。

然而,当补贴从斜坡上撤回时,许多低成本和低成本的模型不得不重新考虑使用低成本的磷酸铁锂电池。

  特斯拉为什么要开发超长命命电池?

如今,特斯拉使用的是一节18650电池和最新的21700电池。这两种电池的寿命远低于特斯拉新专利中提到的160万公里。

2017年1月4日,特斯拉宣布与松下合作开发的新21700电池将开始大规模生产。

21700电池使用后,特斯拉官员还表示,21700电池的能量密度比18650电池高20%,系统成本估计下降约9%,重量也下降了10%。目前,特斯拉Model3中使用的电池由松下和LG化学生产和供应。然而,无论18650电池还是21700电池都是三元锂离子电池。

2017年,法院估计了12辆特斯拉运营车队的剩余价值,这些车队是利用电池的实际存储容量拍卖给易于使用的车辆的。

12款特斯拉车型的平均里程为160,000公里,原始续航能力为550公里,平均电池续航时间为290次。经过估计,平均续航时间只有361公里。根据安装百分比,这些车辆行驶16万公里后损失了34.36%,相当于接近报废规模的电池,远远低于特斯拉官方宣布的5%。到那时,这将不可避免地影响消费者的d

未来,在特斯拉新专利中描述的160万公里电池问世后,我们不应该忽视另一个焦点。电池是电动汽车的焦点,电池的焦点是电池管理系统。

包括特斯拉在内,国内外许多新能源汽车企业都将电池管理系统作为其技术的重点。

电池管理系统是电动汽车最重要的系统之一。它关系到电池的安全,是连接车载动力电池和电动汽车的主要环节。

其主要功能包括:电池状态估计、电池物理参数实时监测、在线安全报警和预警、充放电控制、热管理等。

在特斯拉电动汽车的“三大部件”中,电池、马达和其他部件都是从外部购买的,只有电池管理系统特斯拉一直在独立开发。

特斯拉申请常识产权的焦点大多与电池管理系统有关,这表明电池管理系统对于新能源汽车的主要作用。

简而言之,在各种设置下,iPhone可能不像品牌手机那么昂贵,但通过ios系统监控,各部分相互联合操作,使整个手机在流畅度、功耗和启动速度方面处于最理想的状态。

据推测,未来超长寿命电池问世后,可能会推出一种新的电池管理系统,两者将相互合作,实现专利中描述的160万公里超长寿命。如果没有特斯拉的电池管理系统,假设新电池被其他新能源汽车公司授权使用,其预期寿命估计不到160万公里。

  总结

目前,在电池领域,特斯拉已初步与松下合作,成长为三家电池供应商:松下,LG化学和宁德。新专利的曝光表明,特斯拉希望结束电池由他人控制的局面,并建造电车的三个主要电力系统,所有这些系统都由他们自己的产品控制。

除了在主动驾驶技能和电池管理系统领域处于行业领先地位之外,我相信在自主开发的新能源汽车电池领域,特斯拉的新电池将会比所有人预计的更快。特斯拉,作为一家生产汽车和火箭的综合性科技公司,埃隆马斯克的野心比主人想象的要大。

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