QuantumScape: Abbiamo iniziato a testare i solidi a 10 strati in un formato commerciale. Batterie dopo 2 anni o più

QuantumScape, una delle startup che lavora su celle a elettrolita solido, si vantava di aver lanciato test con celle a 10 strati. Nel 2022, l'azienda vuole mostrare celle con diverse dozzine di strati e prevede di rilasciare il primo lotto di prova adatto alle auto nel 2023.

Le celle a elettrolita solido devono essere forti e capienti. Sono ancora costanti

Le celle sviluppate da QuantumScape sono sistemi Sia metallico senza anodo... L'anodo è costituito da litio su un elettrodo quando la batteria è carica e si distrugge quando si scarica. In una tipica cella agli ioni di litio, l'anodo è costituito da una qualche forma di carbonio (come la grafite), a volte drogato con silicio. Quando non c'è grafite nella cella, non occupa spazio, quindi la maggior parte del volume e del peso della cella può essere utilizzata per immagazzinare la carica.

QuantumScape è stata a lungo considerata la startup più promettente quando si tratta di celle a stato solido, ma anche questa azienda sostiene che lo sviluppo sarà lento... Dopo celle a uno e quattro strati, è stato possibile creare una cella a 1 strato, che nelle prime decine di cicli di funzionamento in modalità 4C-10C (carica e scarica con una potenza pari alla capacità della cella) e La modalità C/1-C/1 mostra un leggero peggioramento. Ma questo è solo 3-3 cicli per poche celle, l'azienda afferma direttamente sulle prime fasi del lavoro:

Primi test su celle QuantumScape a 10 strati. Il grafico mostra che sono stati completati solo 20-36 cicli (s) di QuantumScape.

Il vantaggio dell'esperimento è che viene eseguito a una temperatura vicina alla temperatura ambiente (confronta: la temperatura di esercizio della batteria eCitaro di BlueSolutions). E che abbiamo a che fare con celle relativamente grandi nel formato 7,5 × 8 cm. Anche questo è un vantaggio la possibilità di combinare l'elettrolita solido QuantumScape con economici catodi litio-ferro-fosfato... Infine, un vantaggio è l'obiettività di QuantumScape, che elenca tutti i parametri di test rilevanti.

Celle ad elettrolita solido di precedente generazione, celle a 4 strati. Le celle con le prestazioni peggiori hanno perso circa il 5-6% della loro capacità dopo 400 cicli di utilizzo. Di interesse sono le pulsazioni chiaramente visibili della variazione dell'energia di scarica (cioè la capacità della batteria) immediatamente prima del ciclo numero 400 (c) QuantumScape

Ma questa è la fine dei vantaggi. Le celle al litio metallico si gonfiano durante il funzionamento perché il litio precedentemente legato crea un oggetto separato in esse: l'anodo. Quindi QuantumScape li testa a 3,4 atmosfere per rallentare il processo. Ciò significa che un'eventuale depressurizzazione del vano batteria può portare a un guasto della batteria in futuro. Lo stesso, ovviamente, con la gomma (una foratura non va bene), ma la gomma non vale nemmeno 1/3 della macchina.

Tuttavia, l'elevata pressione del serbatoio è probabilmente l'ultimo dei problemi. Ebbene, le celle a 10 strati sono un passaggio intermedio rispetto alle celle con diverse dozzine di strati, la versione finale prevista per il 2022. Solo loro offriranno una densità energetica sufficiente per poter competere con le classiche celle agli ioni di litio in termini di prezzo/prestazioni [QuantumScape non lo dice]. Le prime celle prototipo adatte all'uso automobilistico appariranno nello stabilimento QS-0 in California nel 2023, tra due anni, poiché l'azienda sta attualmente lavorando per espandere la sua produzione di separatori ceramici (elettroliti).

Cella rigida QuantumScape a 10 strati (a sinistra) e nuova linea di ricottura installate presso l'impianto QS-0 (c) QuantumScape

La possibilità menzionata di utilizzare l'elettrolita QuantumScape nelle celle LFP sembra molto promettente. A causa di ciò, tali celle raggiungono una densità energetica di 0,6-0,7 kWh / l, che corrisponde alle migliori celle agli ioni di litio moderne con catodi di nichel-manganese-cobalto ed elettroliti liquidi. Persona parlante: con QuantumScape l'elettrolita solido Porsche può mantenere la capacità della batteria Taycan senza ridimensionare il contenitore con una significativa diminuzione del suo prezzo attraverso l'uso di LFP.

Le celle non dovrebbero essere commercializzate fino alla fine del 2023 e del 2024.

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