QuantumScape ha fornito dati a stato solido. Carica 4 C, resiste a 25 C, 0-> 80%. in 15 minuti

QuantumScape, una startup per lo sviluppo di celle a elettroliti solidi, si vantava dei parametri delle sue celle. Le loro capacità sono impressionanti: consentono la ricarica a 4°C, resistono fino a 25°C, offrono densità energetiche nell'intervallo 0,3-0,4 kWh/kg e circa 1 kWh/l. JB Straubel, co-fondatore di Tesla, vede questo come una svolta.

Celle a stato solido QuantumScape nei veicoli Volkswagen dopo circa 5 anni?

Sommario

• Celle a stato solido QuantumScape nei veicoli Volkswagen dopo circa 5 anni?
  • Ricarica a 4 C senza declassamento
  • Oltre 800 cicli di lavoro con ~ 10% di degradazione
  • Dopotutto, i collegamenti agli aerei?
  • Contro

QuantumScape è diventato famoso due volte in passato: la prima quando Volkswagen è diventata il principale azionista della società e la seconda quando JB Straubel, co-fondatore di Tesla, è diventato membro del consiglio di amministrazione. Ora è diventato rumoroso per la terza volta: l'azienda ha diffuso i risultati della sua ricerca. Sono impressionanti per una serie di motivi: viene mostrata una cella di dimensioni normali che ha funzionato a una temperatura normale (30 gradi Celsius) e i risultati si sono dimostrati riproducibili.

La gabbia in ceramica QuantumScape è una piastra flessibile delle dimensioni di una carta da gioco. Nell'angolo in alto a destra, puoi vedere il presidente della compagnia, Jagdeep Singh (c) QuantumScape.

Di cosa stiamo parlando? Le celle QuantumScape sono celle al litio che utilizzano un elettrolita solido anziché un elettrolita liquido, senza un anodo separato. Il loro anodo è costituito da ioni di litio durante la carica (Li-metal). Quando la cella viene scaricata, gli ioni di litio vanno al catodo, l'anodo cessa di esistere.

Schema strutturale di una moderna cella agli ioni di litio (a sinistra) e di una cella QuantumScape. Nella classica cella proveniente dall'alto, abbiamo un elettrodo, un anodo di grafite/silicio, una membrana porosa, un catodo a sorgente di litio e un elettrodo. Tutto questo è immerso in un elettrolita che facilita il flusso (c) degli ioni QuantumScape.

Ricarica a 4 C senza declassamento

Un progresso chiave è la capacità di caricare le celle QuantumScape fino a 4°C senza distruggerle. Non c'è degradazione, poiché l'elettrolita ceramico consente il flusso di ioni di litio, ma non consente la crescita dei dendriti di litio. 4 C significa che con una batteria da 60 kWh raggiungeremo una potenza di ricarica di 240 kW, con 80 kWh già 320 kW, ecc.. Allo stesso tempo, caricheremo fino all'80 percento in 15 minuti, quindi la potenza di ricarica media non sarà molto inferiore al massimo: saranno rispettivamente di 192 e 256 kW.

Tali poteri si trasformeranno in rifornimento dell'autonomia a una velocità di +1 200 km / h, ad es. +20 km/min... Una sosta di quindici minuti per sgranchirsi le ossa e il bagno ti darà circa 300 chilometri o oltre 200 chilometri di autostrada.

Interessante anche la possibilità di una significativa "personalizzazione" delle celle. L'azienda vantava test fino a 25 C. Supponendo di utilizzare "solo" 20 C, un'auto con una batteria da 60 kWh può sopportare colpi da 1,2 MW!

Oltre 800 cicli di lavoro con ~ 10% di degradazione

Un altro grande vantaggio delle celle QuantumScape è il loro ciclo elevato. Raggiungono facilmente gli 800 cicli stimati (lavoro = carica e scarica completa) a 1°C e promettono una durata ancora maggiore a una potenza inferiore - e quest'ultima può essere trovata nei veicoli elettrici.

Può sembrare che 800 cicli di lavoro non siano molti, ma se mettiamo questo valore sulla macchina, otteniamo grandi numeri. Supponiamo di avere celle QuantumScape assemblate in una batteria da 60 kWh. Questa capacità ti consente di guidare facilmente per più di 300 chilometri. 800 cicli di lavoro sono un chilometraggio di almeno 240mila chilometri (schema sopra).

Con un tale chilometraggio, le celle conservano ancora circa il 90 percento della loro capacità, quindi ti consentono di percorrere non più di 300 chilometri, ma solo 300 chilometri senza ricaricare! Se il degrado lineare continua, di cui non siamo ancora a conoscenza, a 480 80 chilometri raggiungeremo circa il XNUMX percento di potenza e così via.

Aggiungiamo che oggi il segnale per sostituire o riparare una batteria è una capacità di circa il 65-70 per cento della capacità originale.

Dopotutto, i collegamenti agli aerei?

JB Straubel, cofondatore di Tesla e ora membro del consiglio di amministrazione di QuantumScape, vede il successo dell'azienda come una svolta.... Sottolinea che tali improvvisi picchi di corrente non sono molto comuni e Tesla ha misurato i progressi in percentuali a una cifra negli ultimi anni. Le presentazioni di altre startup di solito si concentravano su parametri selezionati e ne omettevano altri, mentre QuantumScape mostrava una serie di misurazioni riguardanti sia la durata che il carico e la resistenza.

A suo avviso, i nuovi elementi potrebbero consentire la creazione di velivoli elettrici con le gamme a cui siamo abituati.

Contro

Nessuna delle immagini mostra celle QuantumScape cariche. A giudicare dall'animazione, sono molto gonfie. La differenza sembra essere almeno 2-3 volte maggiore rispetto al caso delle celle agli ioni di litio con anodi a base di grafite, che può essere un limite quando si creano batterie ad alta capacità.

Da vedere (quasi 1,5 ore di materiale):

Foto di apertura: QuantumScape (c) Aspetto delle cellule QuantumScape

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