QuantumScape: Rozpoczęliśmy testowanie 10-warstwowych brył w formacie komercyjnym. Baterie po 2 latach lub dłużej
QuantumScape, jeden ze startupów zajmujących się ogniwami z elektrolitem stałym, pochwalił się przeprowadzeniem testów z ogniwami 10-warstwowymi. W 2022 roku firma chce pokazać ogniwa posiadające kilkadziesiąt warstw, a pierwszą partię testową odpowiednią do samochodów planuje wypuścić w 2023 roku.
Ogniwa z elektrolitem stałym muszą być mocne i pojemne. Nadal są trwałe
Komórki opracowane przez QuantumScape to systemy Czy metal bez anody. Anoda składa się z litu znajdującego się na elektrodzie podczas ładowania akumulatora i ulega zniszczeniu po rozładowaniu. W typowym ogniwie litowo-jonowym anoda jest wykonana z jakiejś formy węgla (np. grafitu), czasami jest domieszkowana krzemem. Gdy w ogniwie nie ma grafitu, nie zajmuje on miejsca, więc większość objętości i ciężaru ogniwa można wykorzystać do przechowywania ładunku.
QuantumScape od dawna uważany jest za najbardziej obiecujący startup, jeśli chodzi o produkty stałe, ale nawet ta firma tak twierdzi rozwój będzie powolny. Po ogniwach jedno- i czterowarstwowych możliwe było stworzenie ogniwa jednowarstwowego, które w pierwszych kilkudziesięciu cyklach pracy w trybie 1C-4C (ładowanie i rozładowywanie z mocą równą pojemności ogniwa) oraz C Tryb / 10-C / 1 wykazuje niewielkie pogorszenie. Ale to tylko 1-3 cykle dla zaledwie kilku ogniw, firma bezpośrednio stwierdza o wczesnych etapach pracy:
Pierwsze testy 10-warstwowych ogniw QuantumScape. Wykres pokazuje, że ukończono jedynie 20–36 cykli (c) QuantumScape.
Zaletą eksperymentu jest to, że przeprowadza się go w temperaturze zbliżonej do temperatury pokojowej (porównaj: temperatura pracy akumulatora eCitaro firmy BlueSolutions). I że mamy do czynienia ze stosunkowo dużymi ogniwami w formacie 7,5×8 cm, to też jest plus możliwość łączenia stałego elektrolitu QuantumScape z tanimi katodami z fosforanu litowo-żelazowego. Wreszcie zaletą jest obiektywność QuantumScape, która zawiera listę wszystkich istotnych parametrów testowych.
Ogniwa z elektrolitem stałym poprzedniej generacji, ogniwa 4-warstwowe. Najgorzej działające ogniwa straciły około 5-6 procent swojej pojemności po 400 cyklach użytkowania. Interesujące są wyraźnie widoczne zmarszczki zmiany energii rozładowania (tj. pojemności akumulatora) bezpośrednio przed cyklem numer 400 (c) QuantumScape
Ale to koniec korzyści. Ogniwa litowo-metalowe pęcznieją podczas pracy, ponieważ wcześniej związany lit tworzy w nich osobny obiekt – anodę. Dlatego QuantumScape testuje je pod ciśnieniem 3,4 atmosfery, aby spowolnić ten proces. Oznacza to, że ewentualne obniżenie ciśnienia w komorze akumulatora może w przyszłości doprowadzić do awarii akumulatora. To samo oczywiście z oponą (przebicie nie jest dobre), ale opona nie jest warta nawet 1/3 auta.
Jednak wysokie ciśnienie w zbiorniku jest prawdopodobnie najmniejszym z problemów. Cóż, ogniwa 10-warstwowe to etap pośredni w porównaniu do ogniw z kilkudziesięcioma warstwami, ostateczna wersja ma powstać w 2022 roku. Tylko one będą oferować wystarczającą gęstość energii, aby móc konkurować ceną/wydajnością z klasycznymi ogniwami litowo-jonowymi [QuantumScape nie mówi]. Pierwsze prototypowe ogniwa nadające się do zastosowań motoryzacyjnych pojawią się w zakładzie QS-0 w Kalifornii w 2023 roku, czyli za dwa lata, ponieważ firma pracuje obecnie nad rozszerzeniem produkcji separatorów ceramicznych (elektrolitów).
10-warstwowe ogniwo sztywne QuantumScape (po lewej) i nowa, fabrycznie zainstalowana linia do wyżarzania QS-0 (c) QuantumSCape
Wspomniana możliwość zastosowania elektrolitu QuantumScape w ogniwach LFP wygląda bardzo obiecująco. Dzięki temu ogniwa takie osiągają gęstość energii na poziomie 0,6-0,7 kWh/l, czyli na poziomie najlepszych współczesnych ogniw litowo-jonowych z katodami niklowo-manganowo-kobaltowymi i ciekłymi elektrolitami. Osoba mówiąca: ze stałym elektrolitem QuantumScape Porsche może utrzymać pojemność akumulatora Taycana bez zmiany rozmiaru pojemnika ze znaczną obniżką jego ceny poprzez zastosowanie LFP.
Oczekuje się, że komercjalizacja ogniw nastąpi nie wcześniej niż na przełomie 2023 i 2024 roku.
To może Cię zainteresować:
