Tesla

Die Tesla-Siliziumanode wird der Schlüssel zum Schnellladen der nächsten Stufe sein

Tesla Silicon Anode Will Be the Key to Next-Level Fast Charging

Während des Battery Day stellte Tesla eine Reihe von Fortschritten vor, die die Elektrofahrzeuge des Unternehmens weiter verbessern, ihre Kosten senken und das Eigentümererlebnis dramatisch verbessern werden. Eine sehr wichtige Verbesserung ist Silizium, das das Unternehmen in der Anode der Batteriezelle verwenden wird. Tesla-Silizium öffnet die Tür für ein schnelleres Laden. Der begrenzende Faktor/ YouTube bringt uns tiefer in das Verständnis, was der limitierende Faktor beim Laden ist und wie Tesla-Silizium dieses Problem lösen wird.

In einem Earnings Call für das 3. Quartal 2020 sagte Tesla-SVP Drew Baglino, dass der grundlegende begrenzende Faktor für hohe Laderaten die Lithiumbeschichtung ist, die bei richtiger Elektrodenkonstruktion und Materialauswahl beseitigt werden kann. Tesla Silicon ist das richtige Material für das richtige Elektrodendesign.

Panasonic führte 2017 die 2170-Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA) -Kathodenchemie für Tesla Model 3 ein. Das Unternehmen gab jedoch bekannt, die Technologie weiterentwickelt zu haben, was zu einer Erhöhung der spezifischen Energie um mehr als 5% und einer Verringerung des Kobaltgehalts führte bis höchstens 5%. Panasonic plant außerdem, die Leistungsdichte seiner Batterien, die Tesla liefert, in fünf Jahren um 20% zu erhöhen und eine kobaltfreie Version "in zwei bis drei Jahren" auf den Markt zu bringen.

Anfang November gab Celina Mikolajczak, Vizepräsidentin für Batterietechnologie bei Panasonic Energy of North America (PENA), bekannt, dass das Unternehmen an einem neuen Batteriepack arbeitet, das auf der kürzlich vorgestellten Tesla 4680-Batterie basiert und über eine schnelle Batterie verfügt. Ladefähigkeit.

Jordan erklärt, dass der Anstieg der Energiedichte um 5 bis 20% höchstwahrscheinlich hauptsächlich auf den höheren Siliziumgehalt zurückzuführen ist. Dieser allmähliche Anstieg des Siliziums führt im Laufe der Zeit zu schnelleren Batterieladungsraten.

Jim Cushing von Applied Materials entwickelt eine 30% ige Siliziumanodenbatterie mit einer Laderate von 4C (0-100% in 15 Minuten). Dies bedeutet, dass der Akku in den ersten fünf Minuten von 0 auf 50% aufgeladen werden kann, wenn das Ladegerät stark genug ist, um diese Energiemenge zu liefern.

Wahrscheinlich macht Tesla dies auch mit Silizium, aber die Öffentlichkeit weiß nicht, wie genau das Unternehmen dies erreichen will. Silizium wird allgemein als der nächste große Fortschritt angesehen, da die theoretische Ladungskapazität etwa das Neunfache einer typischen Graphitanode betragen kann.


Quelle:Der begrenzende Faktor/Youtube

Silizium kann mehr Lithiumionen absorbieren, da diese beiden Materialien eine Legierung bilden, deren theoretische Kapazität viel höher ist als die von Graphit. Silizium benötigt zum Laden auch weniger Spannung und ermöglicht eine reduzierte Überspannung. Darüber hinaus ermöglicht Silizium die Verwendung einer Anode, die viel dünner und dichter als eine Graphitanode ist und eine größere Fähigkeit besitzt, Lithiumionen aus der durch den Konzentrationsgradienten erzeugten Ionenwolke zu ziehen. Daher werden die Siliziumpartikel zuerst geladen, wonach Lithiumionen in den Graphit eingebaut werden.

All dies bedeutet, dass eine Siliziumanode mit 30% Silizium während der ersten 70% eines Ladezyklus geladen wird. Danach wird der Graphit schnell aufgeladen, verlangsamt sich jedoch, wenn der Akku zu etwa 80% aufgeladen ist. Somit löst Silizium das Problem der Lithiumbeschichtung und öffnet die Tür zum schnellen Laden.

Angesichts der Fortschritte in der Batteriechemie und der Supercharging-Infrastruktur von Tesla können wir eine allmähliche Erhöhung der maximalen Fahrzeugladerate um etwa die Hälfte sowie eine Erhöhung der Reichweite um 20% und eine Kostensenkung um 5% in den nächsten Jahren feststellen.

 

© 2020, Eva Fox. Alle Rechte vorbehalten.

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Eva Fox

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Eva Fox joined Tesmanian in 2019 to cover breaking news as an automotive journalist. The main topics that she covers are clean energy and electric vehicles. As a journalist, Eva is specialized in Tesla and topics related to the work and development of the company.

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