特斯拉作為創(chuàng)新技術(shù)的代表，在2019年即將結(jié)束的時刻，又給我們帶來了驚喜。
特斯拉與加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)的物理學(xué)家合作，12月26日為一項新的鋰離子電池技術(shù)申請了專利。該專利設(shè)計聲稱，其性能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前廣泛應(yīng)用于電動汽車和其他儲能應(yīng)用領(lǐng)域的鋰離子電池。
這一新改進(jìn)的技術(shù)可能與特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克在2019年4月的一份聲明有關(guān)，他承諾在2020年及以后為特斯拉汽車提供“壽命超過160萬公里”的電池組。
這款壽命預(yù)計超過160萬公里的新型電池組將是馬斯克打算實施的“自動駕駛”和長途卡車車隊計劃中不可或缺的一部分，這兩個計劃能否成功與否，目前都受制于特斯拉乘用車中現(xiàn)有鋰離子電池的續(xù)航能力和續(xù)航時間。
特斯拉性能最好的Model S長續(xù)航車型車型最大單次充電續(xù)航里程為595公里。 假設(shè)我們從首都北京開車到山西省會太原，整個里程505公里將不需要再充電。另外該電池的使用壽命為48萬至80萬公里。考慮到美國汽車的平均壽命是24萬公里，或者按照美國汽車協(xié)會每年平均21700公里的標(biāo)準(zhǔn)計算可以使用大約11年的時間，相比之下特斯拉的電池壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出汽車的平均壽命。
假設(shè)按照平均每天消耗電池電量的四分之一計算，當(dāng)前的鋰離子電池組對于一般的電動車消費(fèi)者來說可能綽綽有余，但是如果打算進(jìn)行長途貨運(yùn)或連續(xù)出租車服務(wù)，目前通用的鋰電池壽命還是不足。例如卡車司機(jī)平均每周行駛3200至4800公里，每年總共將行駛16萬至24萬公里。
電池的壽命是用放電周期來衡量的，使用100%的電池電量相當(dāng)于一個完整的周期。特斯拉S型車的典型鋰離子電池容量為100千瓦時，僅能提供1000到2000次的放電循環(huán)，目前的電池技術(shù)對于長途商用車司機(jī)來說仍然是不切實際和不經(jīng)濟(jì)的。
這就是特斯拉為什么申請新專利的原因。該技術(shù)采用二惡唑酮和腈亞硫酸鹽作為鋰離子電池電解液添加劑。
這種新的電池化學(xué)物質(zhì)似乎建立在9月份的一項電池專利的基礎(chǔ)上，該專利聲稱相對于目前的鋰離子電池，可以提高效率、能量密度和壽命，而且成本更低。是對現(xiàn)有的鋰鎳錳鈷氧化物NMC電池化學(xué)的升級，特斯拉將其用于了固定能源存儲系統(tǒng)中，但在其目前的車型中并沒有應(yīng)用鋰鎳鈷鋁氧化物NCA型電池。
新電池技術(shù)的陰極晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分意味著它對于循環(huán)使用帶來的不可避免的損害具有更大的承受力。如果這項專利被卻確認(rèn)是針對承諾的“160萬公里壽命”的電池，我們可以期望它在1000次放電循環(huán)后能保持95%的充電量，而典型的鋰離子同樣放電次數(shù)后壽命僅余四分之一。即便是經(jīng)過4000次循環(huán)后，新電池充電量仍將達(dá)到驚人的90%(見上表)。
雖然我們還不能確定這項專利技術(shù)是否就是明年投產(chǎn)的“160萬公里壽命”的電池，但有一件事是明確的:特斯拉的超級電池正在研發(fā)中，它將對電動汽車產(chǎn)生重大影響。能源存儲系統(tǒng)以及電動汽車將將受益于四倍循環(huán)使用的動力。這將使存儲成本更低、效率更高，進(jìn)一步加快向電力和可再生能源的過渡。
