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【原创】特斯拉电池寿命160万公里背后技术追踪
特斯拉| 锂电池 文章来源自:高工锂电网
2020-01-09 09:07:57 阅读:9615
摘要该专利是特斯拉跟加拿大达尔豪斯大学合作开发的。通过使用新型电解质添加剂,进而起到延长锂电池使用寿命。

近日,特斯拉公开专利,宣称其电池使用寿命延长至160万公里,收获了一大波动力电池行业人士的眼球。

据了解,该专利是特斯拉跟加拿大达尔豪斯大学合作开发的。通过使用新型电解质添加剂,进而起到延长锂电池使用寿命。

这种新型电解质添加剂大致是MDO和PDO,制备的锂电池是NMC/石墨袋式电池,具有高温存储和长期循环性能。

具体过程是MDO和PDO在石墨电极表面上形成SEI层,制备出的电池性能优于含VC的电池。

同时,在长期循环测试中,2%PDO / 1%DTD和2%PDO / 1%LFO制备的电池性能也优于含VC的电池。

专利典型特点是,发明的电解质添加剂(锂盐)与非水溶液结合时,能极大提高电池系统使用寿命和性能。

其电池组在1000次放电循环后,能保持95%寿命。对应不含添加剂的锂电池则只有25%寿命。随后再经过3000次放电循环,使用添加剂的电池还能保持90%寿命。

最早追溯,是2018年8月,特斯拉提交了名为《二恶唑酮和腈亚硫酸盐作为锂离子电池电解质添加剂》的专利。

特斯拉还为此发表声明称:“电解质添加剂方法是有效的,可以延长锂离子电池的使用寿命和性能。近年来,大量研究已经开发出这样的电解质添加剂,例如碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸氟乙烯(FEC)、丙二烯-l-3-磺内酯(PES)、硫酸乙烯(DTD)以及二氟磷酸锂(LFO)等。”

这表明,特斯拉在电解质添加剂研究上,有很深的科研和技术投入。

一定程度上也说明,特斯拉虽然是造电动车出身,但对动力电池的性能开发,理解程度很深。

或许正是如此,特斯拉才能最大限度地开发车载电池组性能,让Model S充满电能行驶600公里、而对标的保时捷Taycan只能行驶320公里。

另外从技术层面来看,特斯拉量产性能最好的车辆,电池使用寿命约80万公里。现在专利实现160万公里,寿命直接翻倍,技术上肯定有很明显突破。

不过由于特斯拉公布专利时,未注明充放电倍率、充放电深度、环境严苛程度等详细测试条件,技术实际效果不能简单理解为从80万公里到160万公里的翻倍关系。

据业内专业人士告知,特斯拉的电池实现160万公里寿命是有先决条件的。

比如不同的充放电倍率,不同的充放电状态,其电池寿命差别就很大。

再退一步说,按特斯拉的Model S充满电600公里来算,该专利电池大约能实现2700次深度满充满放电循环。

与此对应的国内动力电池企业技术,一二线的高能量密度三元电池大约在1000次-1500次,三线的在1000以内。

如果不是满充满放,据高工锂电了解,在基于一个25℃环境,0.33C充电/1C放电的大条件下,充放电深度50%,荷电状态从30%-80%,国内一二线电池企业的电池循环次数可达近4000次。

因此特斯拉专利备受瞩目的关键,还是其电池的一致性等品质好,至少在车规级的道路上遥遥领先。

打个比方,特斯拉敢宣称其汽车装载的电池性能达到一定标准,并愿意签署对应合同。国内企业,则一般不敢冒这个风险。

这不是说国内电池技术方面落后,而是在生产过程中,由于设备智能制造、工艺和标准化程度不够,出厂后的单体电池安全性无法实现PPM级别以上。

结果国内企业在面对市场时,不敢大胆保证或承诺其产品能达到车规级,再加上相应的法律约束,更害怕市场信誉受损,谨慎性非常高。

总而言之,特斯来的电解质专利带来的启示至少有两个。

第一电池性能的提升,完全可以从源头寻求突破。

比如重视对电解质、隔膜、正负极材料的研究和改进,进而实现电池性能的进一步提高和突破。

第二打造车规级安全生产体系刻不容缓。

国内电池企业要保证电池出厂后的品质误差极小,标准化程度极高,满足终端消费者对性能需求,对生产制造过程及质量控制的关注必不可少。

免责声明:图片来源网络,如侵权请联系,同时部分内容为特斯拉官方消息。

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