الليثيوم هو السيارات الكهربائية المعاصرة قد تصبح تكنولوجيا معلما. ولكن حدود أدائها برز.

كثافة الطاقة في الكيمياء يثيوم أيون لديه الحد الأقصى لقيمة ثابتة، والتي يتم تحديدها من قبل قوانين الفيزياء، وكانت كثافة الطاقة بطارية اليوم ليس بعيدا جدا من الحد الأقصى النظري. إذا كان السائق يتطلب عمر أطول للبطارية وأسرع الشحن الوقت، يجب علينا أن نجد أفضل التكنولوجيا.

نموذج باناسونيك تستخدم في تسلا S و X 18650 بطارية ليثيوم أيون

بطارية قضية السلامة هي أيضا مصدر قلق. تلك التفجيرات مذهلة والعاملين في الإنتاج نارية وثائقي لمشاهدة، حادث روتيني ولكن ليس بشكل متكرر، ولكن بطارية ليثيوم أيون هناك مخاطر أمنية كبيرة، وتحتاج إلى معالجة متأنية، والسلامة الضرورية ملامح يضيف إلى تعقيد البطارية.

الباحثين في جميع أنحاء العالم هي التعهد "وراء الليثيوم" المشروع، وحققت تقدما كبيرا في ما يقرب من عام. وبطبيعة الحال، والتقدم في المختبر يستغرق سنوات عديدة لدخول السوق. لكن هذه التقنيات الواعدة حتى لو واحد منهم فقط يمكن تسويقها، سيكون لتغيير أداء البطارية وتكاليف التقدم مبتكرة.

حاليا، وهي تقنية الباحثين قلقون جدا حول البطارية الحالة الصلبة التي تستخدم بالكهرباء صلبة بدلا من السائل المنحل بالكهرباء المستخدمة اليوم. الحالة الصلبة كثافة الطاقة البطارية البطارية يمكن أن تصل نظريا مزدوجة. A بالكهرباء غير قابل للاشتعال التي يستخدمونها، وعادة الزجاج، والبوليمرات أو خليط منها. فإنها القضاء على سلامة بطاريات الليثيوم.

بطارية الحالة الصلبة وبطارية أيونات الليثيوم

يمكن بطارية ليثيوم الهواء أيضا توفير قدر أكبر من كثافة الطاقة، أو حتى تصل إلى عشر مرات، ولكن دورة الحياة الخاصة بهم. عام 2015، علماء في جامعة كامبريدج تقديم نتائجها للعالم أنهم قد وضعت ذات كفاءة عالية وطويلة الأمد بطاريات ليثيوم الهواء. لكن باحثين من عدة جامعات ومختبرات وطنية لم يتمكنوا من تكرار النتائج الأصلية.

بدلا من الليثيوم مع ايونات المعادن الأخرى، بل هو أيضا طفرة في الاتجاه المطلوب من حدود البطارية. بطاريات الصوديوم لمدة "20000 ميلا بحريا التحالف" جول فيرن غواصة مستقبلية إلى السلطة. في عام 2015، أنشأ الباحثون نوع من معايير الصناعة 18650 بطارية أسطوانية الشكل كما في النموذج الأولي للبطارية أيون الصوديوم.

مادة الكاثود على خلايا الوقود وبطارية ليثيوم أيون وفقا ل "مراجعة آسيا نيكي"، وقال مقال نشر مؤخرا أبحاث الخلايا هذا العام إلى تحول كبير، وكان هناك الياباني النصف ندوة بطارية من الأرض. ولكن في السنوات الأخيرة، تم استبدال هذه حسب الموضوع على بطاريات الحالة الصلبة، وبطاريات الليثيوم الهواء والليثيوم غير الكلام.

كيف تعمل بطارية ليثيوم

تويوتا يات التي يسببها تركز على بطارية ليثيوم الحالة الصلبة، والبطارية في ورشة عمل الأخيرة، وناقش الباحثون شينجي ناكانيشي البطارية من بطارية ليثيوم أيون في حل الصلبة، ومن ثم مناقشة بطارية ليثيوم الهواء. وقال: "نريد السيارات الكهربائية لدينا يمكن أن تمر على بعد 500 كيلومتر"، وسيكون هذا أفضل من ليثيوم أيون كثافة الطاقة بطارية اليوم 02:58 "تحقيقا لهذه الغاية، ونحن نأمل أن البطاريات القابلة لإعادة الشحن يمكن أن تنتج 800-1000wh / كغ." مرات.

المورد بطارية تيسلا، كما تم التأكيد تكنولوجيا الحالة الصلبة. وقال كازهيرو تسوغا "نعتقد أن التكنولوجيا الحالية يمكن أن تكون لا تزال زادت ليثيوم أيون كثافة الطاقة البطارية بنسبة 20 زهي 30" نيكاي. "ومع ذلك، هناك بين كثافة الطاقة والسلامة من التوازن، لذلك إذا كنت تبحث عن مزيد من الكثافة، لديك أيضا للنظر في تكنولوجيا السلامة الإضافية والبطارية الحالة الصلبة سيكون الجواب".

المهندس عشر سنوات كنا باستمرار كسر القيود المفروضة على تكنولوجيا ليثيوم أيون. اليوم، يمكن للأفضل بطاريات ليثيوم أيون تحقيق كثافة الطاقة من حوالي 300wh / كجم، التي هي قريبة من الحد الأقصى النظري. وقال Naoaki خبير بطارية: "القائمة بطارية ليثيوم أيون لا يزال هناك مجال لتحسين كثافة الطاقة، ونحن يمكن أن تزيد من كثافة عن طريق إدخال مادة الكاثود النيكل القائم، فإنه يمكن توقع في السنوات القليلة المقبلة، وبطارية ليثيوم أيون لا تزال هي السائدة في السوق. "ومن المتوقع جامعة Yabuuchi طوكيو للطاقة الكهربائية لتكنولوجيا ليثيوم أيون سوف تصل إلى الحد حوالي عام 2020.

تسلا X-النوع على جناح باناسونيك CES

سواء تسلا في البحث في بطارية ليثيوم جديدة بديلة؟ إن لم يكن، وسوف يكون غريبا جدا. ونحن نعلم أن الشركة بتقييم باستمرار تكنولوجيا البطاريات الجديدة. "تسلا لديها أكبر مختبر تقييم بطارية في العالم، يمكننا اختبار كل بطارية يمكنك أن تتخيل،" قال مخطط المنتج تسلا تيد ميراي دينو (تدلا Merendino) لي في 2013 . ومع ذلك، وهما وقال ايلون موسك وجب ستراوبيل بعيدة جدا، فإنها يمكن أن لا نرى بديلا صالحا للأيونات الليثيوم.

قال ايلون موسك في عام 2014: "لم نر أي أمثلة على أفضل البطارية في مجموعة من الاختبارات المعملية مما لدينا، لكننا نتوقع أن هذه البطارية سوف تظهر في نهاية المطاف." لم يستطع أن يقول لا لا تحسين تكنولوجيا البطاريات، وقال على العكس إنه تسلا ستكون قادرة على تصنيع مثل هؤلاء الناس يتوقع البطارية.

عندما أعلن تسلا موديل 3، عدد من المراقبين يعتقدون أن الكهربائية، من أجل تحقيق سعر تسليم المطلوب من السيارات الجديدة، سوف تحتاج تسلا انفراجة كبيرة في البطارية. في هذه الحالة، وقد وضعت تسلا نوع جديد من البطاريات. Gigafactory تنتج حاليا نوع جديد من أداء البطارية من إنتاج 2170 من 18650 البطارية، يمكن للبطارية الجديدة تخزين المزيد من الطاقة. وفقا لعرض ايلون موسك، انه "أعلى خلايا كثافة الطاقة في العالم، هو أيضا أرخص." تجميع البطارية في مجموعة من وحدات ويتوقع أيضا التقدم للحد بشكل كبير من تكلفة البطاريات.

تسلا بطارية S

على ما يبدو، ما لا يقل عن بطاريات الليثيوم سوف تستمر لسنوات عديدة. ومع ذلك، فإنه في نهاية المطاف استبداله، ولكن لتحقيق هذا الانجاز ليس بالضرورة تسلا. لم البطارية نجم جيف دان وزملائه لا تعمل لتسلا، ولكن القى خطابا في الاجتماع. في بعض كالة فائقة السرية في كاليفورنيا أو ولاية نيفادا، فمن الممكن تماما أن الخطوة الأولى للقيام به.

(المادة التي تم تجميعها من: تكنيكا نظيفة)