特斯拉将量产400Wh/kg电池,能量密度提升50%!

放大  缩小 日期:2020-08-26     来源:电动知家    评论:0      
核心提示:【电池材料】据外媒报道,特斯拉2020年年度会议将于太平洋时间2020年9月22日星期二下午1:30举行,电池日活动将在年度会议结束后立即举行。随着特斯拉电池日的临近,越来越多关于特斯拉电池的信息层出不穷。目前距离
电池材料据外媒报道,特斯拉2020年年度会议将于太平洋时间2020年9月22日星期二下午1:30举行,电池日活动将在年度会议结束后立即举行。随着特斯拉电池日的临近,越来越多关于特斯拉电池的信息层出不穷。目前距离特斯拉电池日活动还有近一个月的时间,特斯拉的CEO埃隆·马斯克,又透露了另一项与特斯拉电池有关的重磅信息。

据外媒报道,近日,特斯拉CEO埃隆·马斯克在社交媒体上透露称,将批量生产400Wh/kg的电池。马斯克在最新一条推特上写道,“400Wh/kg*具有*高循环寿命,批量生产(不只是实验室生产)并不遥远。可能需要3到4年。”换言之,特斯拉3到4年内或批量生产使用寿命更长的400Wh/kg电池。

马斯克所说的400Wh/kg,指的是电池的能量密度。以当前Model3所使用的松下2170电池为例,其能量密度为260Wh/kg,那400Wh/kg电池的推出就意味着比目前2170电池密度提高了约50%。在过去的十年间,电动汽车电池的成本有明显下降,提高电池的能量密度,就是降低成本的一种有效方式,与低能量密度电池相比,在相同总能量下更高能量密度的电池,可减少对材料的需求。目前电动汽车电池的能量密度约为220 Wh/kg,科学家们已一直在想办法提高能量密度。

值得一提的是,能量密度正是决定续航里程的关键因素。因此,待400Wh/kg电池量产后,势必会将特斯拉产品的续航里程提升到全新高度。同时也将为电动汽车产业带来极大的推动作用。

另外,本次“电池日”将以提高能量密度和降低成本为核心,Maxwell 干电极技术和Roadrunner(百万英里)项目将成为当天的两大亮点。

其中“百万英里”全新电池采用新一代“单晶”NMC 532阴极和一种新的先进电解质,能够使电动汽车的全生命周期续航里程达到100万英里(160万公里),该电池成本降低到100美元/KWh以下。

如果这一技术能够成功落地,特斯拉电动车未来有望能够在不更换电池的情况下,累计行驶里程超过100万英里,从而使得其整体成本媲美甚至低于传统内燃机汽车。

另外,据特斯拉近日发布的电池日活动的注册页面,让人们纷纷猜测,特斯拉可能正在考虑为其车辆推出硅纳米线电池。特斯拉很可能会与电池制造商Amprius合作。特斯拉的新注册页面给人们带来了新的启示,“电池日”公告页面的背景图片让人不禁联想到,“电池日”可能会发布与硅纳米线技术有关的电池信息,硅纳米线是一项已知的技术,可以减轻电池重量和体积,从而提高电池效率。预计该技术将在未来广泛使用。

海外媒体先是将海报去掉背景文字,然后修改对比度和曝光,再通过 Google 的图片搜索,发现这个图形疑似是一种叫做硅纳米线的材料。这种材料则直接指向了一家前沿电池制造公司 Amprius。

 

进一步搜索 Amprius 办公地址,有人发现了上面这张图片。

图片显示 Amprius 已经将办公室搬到了距离特斯拉秘密的 Tera 电池制造工厂非常近的距离,几乎可以说是近在咫尺。(有关Tera 电池制造工厂请拉到文末看我们补充报道。)

这个工厂,同样也是特斯拉计划举行电池日的地方。

Inc.(安普瑞斯公司),由斯坦福大学教授崔屹于2008年创立,总部位于美国硅谷,是一家生产硅负极高能锂电池、致力于将硅负极材料产业化的高科技公司。目前,公司在南京设立了一个研发中心,在无锡有一个生产线。成立至今,安普瑞斯融资超过1亿美金,其研发和生产的新一代高能锂电池广泛应用于消费类电子行业,如苹果手机电池,电动汽车、无人机等。

2005年,崔屹开始在斯坦福大学任教,着手将纳米技术用于电池的研究。崔屹教授发明的硅负极材料,和碳材料相比,理论能量密度是碳材料的10倍之多。2008年,崔屹教授在Nature Nanotechnology发表了研究成果,受到各界瞩目。2016年,研究团队在金属锂电极的实际应用研发方面取得突破性成果。崔屹团队的发明已经三次被《科学美国人》评为年度“十大创新技术”。

Amprius使用硅纳米线取代了传统锂离子电池的负极材料——石墨,使电池容量实现了50%的飞跃,大大超越了传统锂离子电池的每年5%的增长速度。理论上硅作为负极材料可储存比石墨多出十倍的电能,但由于硅电极在充放电过程中体积变化可达400%,极易破碎, 因此一直难以取代石墨。Amprius利用纳米技术攻克了这一难关:他们采用硅纳米线作为负极,电池充放电过程中纳米线体积仍会变化(如下图所示),但却不会破碎。

硅纳米线电极充放电过程示意

这项技术为依托,Amprius不仅吸引了诺贝尔奖得主、前美国能源部长朱棣文成为董事会成员,更于六年间吸引了逾六千万美元的投资:2009年获580万美元A轮融资,2011年获美国最大风投公司KPCB、Google时任CEO Eric Schmidt等2500万美元的B轮融资,2014年C轮融资更是吸引了KPCB、Innovation Endeavors、SAIF Partners、盈富泰克等来自中美的3000万美元投资。

Amprius现任CEO、有着逾20年丰富管理经验的孙康表示,Amprius已在中国投入生产,产品已用于部分移动设备中。目前Amprius生产的硅纳米线电池相比商业锂离子电池续航时间可提高25%。

Amprius生产的硅纳米线电池

 
 
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