QuantumScape: Vi har börjat testa 10-lagers solids i ett kommersiellt format. Batterier efter 2 år eller mer
QuantumScape, en av de startups som arbetar med solida elektrolytceller, skröt med att köra tester med 10-lagers celler. Under 2022 vill företaget visa celler med flera dussin lager och planerar att släppa den första testbatchen som är lämplig för bilar 2023.
Fasta elektrolytceller måste vara starka och rymliga. De är fortfarande permanenta
Cellerna som utvecklats av QuantumScape är system Oavsett om metall utan anod. Anoden består av litium på elektroden när batteriet laddas och förstörs vid urladdning. I en typisk litiumjoncell är anoden gjord av någon form av kol (som grafit), ibland är den dopad med kisel. När det inte finns någon grafit i en cell tar den ingen plats, så det mesta av cellens volym och vikt kan användas för att lagra laddning.
QuantumScape har länge ansetts vara den mest lovande startupen när det kommer till fasta ämnen, men även det företaget hävdar att utvecklingen kommer att gå långsamt. Efter en- och fyraskiktsceller var det möjligt att skapa en 1-skiktscell, som under de första dussin arbetscyklerna i 4C-10C-läge (laddning och urladdning med en effekt lika med cellens kapacitet) och C / 1-C / 1 läge visar liten försämring. Men det här är bara 3-3 cykler för bara några få celler, säger företaget direkt om de tidiga stadierna av arbetet:
Första tester av 10-lagers QuantumScape-celler. Grafen visar att endast 20-36 cykler (c) av QuantumScape slutfördes.
Fördelen med experimentet är att det genomförs vid en temperatur nära rumstemperatur (jämför: driftstemperaturen för eCitaro-batteriet från BlueSolutions). Och att vi har att göra med relativt stora celler i formatet 7,5 × 8 cm. Detta är också ett plus möjligheten att kombinera QuantumScape fast elektrolyt med billiga litiumjärnfosfatkatoder. Slutligen, en fördel är objektiviteten hos QuantumScape, som listar alla relevanta testparametrar.
Celler med fast elektrolyt av föregående generation, 4-lagers celler. De sämst presterande cellerna förlorade cirka 5-6 procent av sin kapacitet efter 400 användningscykler. Av intresse är de tydligt synliga krusningarna av förändringen i urladdningsenergi (d.v.s. batterikapacitet) omedelbart före cykel nummer 400 (c) QuantumScape
Men det är slutet på fördelarna. Litiummetallceller sväller under drift eftersom det tidigare bundna litiumet skapar ett separat föremål i dem - anoden. Så QuantumScape testar dem vid 3,4 atmosfärer för att sakta ner processen. Detta innebär att en eventuell tryckavlastning av batterifacket kan leda till batteribortfall i framtiden. Detsamma, naturligtvis, med däcket (en punktering är inte bra), men däcket är inte värt ens 1/3 av bilen.
Högt tanktryck är dock förmodligen det minsta av problemen. Tja, 10-lagers celler är ett mellansteg jämfört med celler med flera dussin lager, den slutliga versionen kommer 2022. Bara de kommer att erbjuda tillräcklig energitäthet för att kunna konkurrera med klassiska litiumjonceller när det gäller pris/prestanda [QuantumScape säger inte]. De första prototypcellerna som är lämpliga för bilbruk kommer att dyka upp på QS-0-fabriken i Kalifornien 2023, om två år, eftersom företaget för närvarande arbetar med att utöka sin produktion av keramiska separatorer (elektrolyter).
10-lagers QuantumScape Rigid Cell (vänster) och ny fabriksinstallerad QS-0-glödgningslinje (c) QuantumSCape
Den nämnda möjligheten att använda QuantumScape-elektrolyt i LFP-celler ser mycket lovande ut. Tack vare detta når sådana celler en energitäthet på 0,6-0,7 kWh / l, vilket är i linje med de bästa moderna litiumjoncellerna med nickel-mangan-kobolt-katoder och flytande elektrolyter. Talande person: med fast elektrolyt kan QuantumScape Porsche bibehålla Taycans batterikapacitet utan att ändra storlek på behållaren med en betydande sänkning av dess pris genom användning av LFP.
Det förväntas att cellerna kommer att kommersialiseras tidigast vid årsskiftet 2023 och 2024.
Detta kan intressera dig:
