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Tesla reichte ein Patent für eine Batterie ein, die eine Million Meilen halten würde.

von Eva Fox November 28, 2019

Tesla filed a patent for a battery that would last one million miles

Akkus sind ein integraler Bestandteil von Energiespeichersystemen für Elektrofahrzeuge und zur Netzspeicherung (z.B. bei Stromausfall, als Teil eines Mikronetzes usw.).Abhängig von der Anwendung erfordern die Energiespeichersysteme unterschiedliche Eigenschaften.Um ein geeignetes System für eine bestimmte Anwendung zu schaffen, müssen ggf. Absprachen in der Chemie eines Batteriesystems getroffen werden.So ist z.B. bei Automobilanwendungen im Bereich der Kombi8212besonders bei Elektrofahrzeugen im Bereich der Kombifahrzeuge im Bereich der Kombifahrzeuge im Bereich der Kombifahrzeuge im Bereich der Kombifahrzeuge im Bereich des Elektrofahrzeugs im Bereich der Fahrgastschifffahrt im Bereich der Fahrgastschiffahrt (im Bereich der Elektrofahrzeuge) die Fähigkeit, schnell zu laden und auszuladen, eine wichtige Eigenschaft desDer Besitzer eines Elektrofahrzeugs muss den Verkehr schnell beschleunigen, was eine schnelle Entladung des Systems erfordert.Außerdem stellt schnelles Laden und Entladen Anforderungen an das System, so dass die Komponenten des Systems möglicherweise auch ausgewählt werden müssen, um unter solchen Betriebsbedingungen eine ausreichende Lebensdauer zu gewährleisten.

Die durchschnittliche Lebensdauer eines Autos beträgt 150000 Meilen.Ein durchschnittlicher Fahrer fährt jedes Jahr 13.500 Meilen, was bedeutet, dass ein Auto ungefähr 11-Jahre dauert.Stellen Sie sich vor, Sie hätten ein Auto, das 400,000 Meilen, 800,000 Meilen halten könnte.Wie wäre es mit einer Million Meilen?Dein Auto könnte ein ganzes Leben dauern.

Im April kündigte Elon Musk an, dass Teslas bald von einer Batterie mit einer Lebensdauer von mehr als einer Million Meilen angetrieben wird.Der aktuelle Batteriepack beträgt ca. 300000 bis 500.000 Meilen.Das neue Batteriepack, das wahrscheinlich nächstes Jahr in die Produktion kommt, ist explizit für eine Million Meilen Betrieb konzipiert", sagte Elon Musk.

Im September veröffentlichte ein Team von Batterieforschern an der Dalhousie University mit Unterstützung von Tesla ein Papier, das eine ganz besondere Art von Batterie beschreibt, die "in der Lage sein sollte, ein Elektrofahrzeug über eine Million Meilen zu versorgen".

Bild aus dem Patent

Kurz darauf reichte Tesla ein Patent für eine Batterie mit ähnlicher Zellzusammensetzung wie die in der Zeitung ein.

Tesla reichte eine Patentanmeldung im August 7, 2018 ein und veröffentlichte sie im September 12, 2019.
"Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf wiederaufladbare Batteriesysteme und insbesondere auf die Chemie solcher Systeme, einschließlich operativer, elektrolytischer Zusätze und Elektroden, zur Verbesserung der Eigenschaften der wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batteriesysteme.
Verbesserte Batteriesysteme mit zwei additiven Mischungen, einschließlich in einem Elektrolytvemittel, das ein Karbonatlösemittel, ein organisches Lösungsmittel, ein nicht wässriges Lösungsmittel, Methylacetat oder eine Kombination davon ist.Die positive Elektrode der verbesserten Batteriesysteme kann aus Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Verbindungen gebildet werden, und die negative Elektrode des verbesserten Batteriesystems kann aus natürlichem oder künstlichem Graphit gebildet werden."

Viele der Dalhousie-Forscher wie Jeff Dahn, Xiaowei Ma und Stephen Glaxier sind als Erfinder aufgeführt.


Ist das die Batterie, die Musk braucht?Das Papier zeigt die Ergebnisse von Jahren der Prüfung auf einer neuen Batterie Zellformel und Chemie.Und das Team sagt, dass die Ergebnisse von Tests an einer Batterie sind "(Nr.

Was ist also so gut daran?Die Batteriewissenschaft ist eine Übung im Experimentieren.Die richtige Anpassung in Kombination und Effizienz der für Batterien üblicherweise verwendeten Elemente könnte große Ergebnisse bringen.Zusätzlich zu einer Gewinnkombination verwendet die millionenfache Batterie anstelle vieler kleiner Kristalle große Kristalle.Die Nanostruktur mit einem einzigen Kristall ist weniger anfällig für Risse, wenn die Batterie geladen wird.Risse führen zu einer Abnahme der Lebensdauer und Leistung der Batterie.«;

Wie sieht das neue Design aus?Die Lebensdauer einer Batterie wird in Entladungszyklen gemessen.Die Verwendung eines Betrags, der 100%-des Akkus ist ein Zyklus.Wo eine typische Lithium-Ionen-Batterie Ihnen nur 1,000 bis 2,000 Entladungszyklen geben konnte, zeigten die Tests, dass die million Meilen Batterie 95% ihrer Lebensdauer nach 1,000 Entladungszyklen und ca. 90% nach 4,000 hatte.

BildBusiness Insider

Sie denken wahrscheinlich: "(Das ist der Grund, warum Sie sich nicht an den Computer wenden können)}Sie denken wahrscheinlich:"(Das ist der Grund, warum Sie das nicht tun.Das ist eine tolle Batterie.Aber wir sind im Bereich der Kombianlagen, die diese Version der Batterie nicht in einem Tesla sehen werden.
Es gibt eine wichtige Sache, die Tesla lösen muss, bevor er eine Batterie wie diese in seinen Autos benutzen kann.Diese Zellchemie verwendet eine große Menge Kobalt.Cobalt, ein beliebtes Element in der Batterieentwicklung, birgt inhärente Herausforderungen.Erstens: Kobalt ist knapp.Also ist es im Vergleich zu den Vorjahren sehr teuer.Zweitens ist der Abbau von Kobalt gefährlich und einige Kobalt-Minen haben Kinder für die Arbeit ausgebeutet.
Tesla versucht, Kobalt vollständig aus seinen Batterien zu eliminieren.

Wenn wir also eine funktionsfähige Batterie hier haben, welche Bedeutung hat die Batterie im Papier?
Nun, es zeigt, dass wir in der Nähe der Gewinnung einer Batterie, die eine Million Meilen dauert und für den Einsatz in Teslas kompatibel ist, eine, die billiger ist und wahrscheinlich weniger Kobalt enthält.Eine große Ankündigung ist am Horizont.Konkret warten wir auf den Akku und Drivetrain Investor Day, der bis Anfang 2020 zurückgedrängt wurde.Das Papier und das Patent stellten einen großen Fortschritt in der Batterietechnik dar und sind zweifellos ein Vorwort zur tatsächlichen millionenfachen Batteriezusammensetzung, die sich in den kommenden Jahren in Teslas landen wird.

Bild aus dem Patent

Langfristige Zyklusdaten, dargestellt als prozentuale Anfangskapazität gegenüber äquivalenten Vollzyklen für NMC/Graphit-Zellen, wie in der Legende beschrieben.Die Daten aus dieser Arbeit für 100%-DOD-Radsport wurden zu einem oberen Ausschüttungspotential von 4.3 V. gesammelt. Die Daten von Ecker et al.,2Kombi1600; benutztes 4.2 V als 100%-Ladezustand.Die lila und grünen Daten (diese Arbeit) sollten mit den schwarzen Daten (Ecker et al.) verglichen werden.Die Daten für den eingeschränkten Radsport (d.h. 25% OP2; 75) SOC und 40-60% SOC) für die Zellen in dieser Arbeit sind nicht verfügbar, aber es wird erwartet, dass sie weit besser sind als die Daten für 0%8211; 100% DOD-Radsport durch Analogie zu den von Ecker al getesteten Zellen.

Verbleibende Kapazität gegenüber der Speicherzeit für NMC/Graphit-Zellen, die alle mehrere Monate durch Referenzleistungsprüfung ermittelt werden.Die Daten von Ecker et al.2Double 160und Schmitt et al.6Sie sind für Sanyo UR18650E und Sony US18650V3-Zellen geeignet.Die Spannungen und Temperaturen, bei denen die Zellen gespeichert wurden, sind in den Legenden angegeben.

a) Messen der Eigenschaften der hier verwendeten Beutelzellen NMC532/Graphit 402035 (40 mm x 20 mm x 3.5 mm).Die positive Elektrode war 94% aktives Material, die Belastung war 21.1 mg/cm2(Ziel war 21.3) und die Elektrodendichte war 3,5 g/cm3Nein.Die negative Elektrode war 95,4% aktives Material, die Belastung war 12,2 mg/cm2(Ziel war 11.8) und die Elektrodendichte war 1,55 g/cm3Nein.b) Stapelenergiedichte des NMC532/Graphit-Paares für mehrere Elektrodenstärken.b) Berechnung der Stack Energy Density (im Gegensatz zu den Stacks) gibt Werte für den Elektroden-Stack (negative Beschichtung/Kupfer/negative Beschichtung/Separator/positive Beschichtung/Aluminium/positive Beschichtung/Separator) an.Hypothesen = 8(956m), Alufolie = 15(956m), Separator = 16(956m), N/P Kapazitätsverhältnis = 1.1 bei 4.3 V, durchschnittliche Zellspannung = 3.75 V. Die hervorgehobene Zeile stellt das in dieser Arbeit verwendete Design dar.

 

Featured Image Credit:: comfortable;chargedevs




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