Tesla работает над батареями сроком службы 100 лет

Группа исследователей Tesla и ученых из Университета Далхаузи в Галифаксе, Канада, опубликовали научную работу под названием «Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 as a Superior Alternative to LiFePO4 for Long-Lived Low Voltage Li-Ion Cells». В ней описаны аккумуляторные ячейки с графитовыми электродами NMC532, которые по своим параметрам превосходят обычные литий-железо-фосфатные, а срок их службы, при определённых условиях, составляет около ста лет.

В 2016 году Tesla объединилась с группой исследователей из Университета Далхаузи в Галифаксе (Канада) с целью оптимизации химических формул батарей и увеличения их времени жизни. Результатом сотрудничества стали ячейки с графитовыми электродами NMC532, те самые аккумуляторы-миллионники. Катод в них сделан из кристаллов лития, с добавлением небольшого количества никеля, марганца, кобальта и кислорода, а анод - из графита.

В новой работе «LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 as a Superior Alternative to LiFePO4 for Long-Lived Low Voltage Li-Ion Cells», опубликованной в «Журнале электрохимического общества», участники исследований рассказали, что им удалось значительно продлить срок службы NMC-батарей. Характеристики ячеек остались те же самые (NMC532/графит), но вместо электролита на основе гексафторфосфата лития (LiPF6) использована смесь, содержащая соль бис(фторсульфонил)имида лития (LiFSI).

Собственно, такое сочетание и обеспечивает длительный срок службы при высоких рабочих температурах. Речь идет о диапазоне от 40 до 70 градусов по Цельсию. Но лучшую кулоновскую эффективность (отношение отданных ампер-часов к ампер-часам, полученным от зарядного устройства) демонстрируют сбалансированные и заряженные до 3,8 вольта ячейки. Они медленнее деградируют и имеют более высокую плотность энергии по сравнению с LFP-ячейками (LiFePO4/графит). А при постоянной температуре 25 градусов их прогнозируемый срок службы составит сто лет.

Компания Hyundai тем временем тоже работает над улучшением химического состава батарей. Помогает ей в этом американский стартап IonQ, разработавший квантовый компьютер на ионных ловушках. Партнёрство предусматривает создание крупнейшей в мире модели химии батарей для изучения соединений лития и их реакций. Конечной целью исследования станет поиск новых типов первичных материалов, способных повысить безопасность, долговечность и ёмкость при одновременном снижении стоимости.