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特斯拉1600000公里超級電池真要來了嗎?


文章經授權轉自公眾號:鈦媒體(ID:taimeiti),編輯:Sun_Huixia

工作狂馬斯克特立獨行,連宣布兒子降生的方式也是驚世駭俗。

號稱世界第一的清潔科技、清潔能源和電動車網站“CleanTechnica.com”
5月4日發特稱:”特斯拉S型電動車充電一次可狂飆400英里(644公里)?美國環境署表示,這絕非虛假。”馬斯克在後面跟推說:“環境署需要出面澄清,真奇怪。我們有精確的汽車行駛紀錄,可證實這一點。非常樂意提供。”粉絲八卦另一個話題:“有沒有孩子的消息?”馬斯克回推:“幾個小時後(出生)!”(A
few hours away!) 4個小時後,馬斯克又回推:“母子平安。”(Mom &baby all good)

討論工作的同時,順便宣布兒子的降生。這是馬斯克的第六個孩子,他與第一任妻子、大學女友有5個兒子(均試管嬰兒,2胞胎+3胞胎)。他之後與同一名英國演員結婚兩次又離婚兩次,接著與《加勒比海海盜》的主角德普的前妻約會。

兩年前,他開始與加拿大歌手Grimes約會。 Grimes今年一月暗示她懷孕,而馬斯克一直未在公開場合回應或提及這一話題。

當然,馬斯克應該是個暖心的、驕傲的爸爸:頭像已經換成了自己嬰兒時期的照片。

電動車特斯拉的創始人馬斯克曾發推特表示,科技領域的偉大變化,甚至會躲過硬核科技人士的雷達。

去年4月,馬斯克在“解放日”(意為把消費者從自己駕車的奴役中解放出來)宣布,特斯拉將在2020年開始生產可驅動汽車行駛總里程達100萬邁(即160萬公里)的鋰電池。在全球變暖的時代,
這項技術無疑是革命性的。

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不同溫度下的鋰離子表現

今年4月29日,馬斯克在2020年一季度業績電話會議上表示,5月下旬的“電池日”將是特斯拉公司歷史上“最令人激動的一天”。 “電池日”原定於4月,由於新冠疫情,暫時推遲到5月的第三個星期。視美國各州解禁進展,地點暫定在得克薩斯州或加州。

難怪迫不及待的馬斯克一度在推特上將解除居家禁令置頂:“把自由(所有字母全部大寫)還給人民。”

馬斯克在推特簡介中將自己定位成“流行語的魔術師”。那馬斯克到底有什麼日新月異的神奇科技要和消費者分享呢?鈦媒體駐美研究員將特斯拉在過去一年來申報的電池專利進行了梳理,從中或可提前一窺端倪。

去年9月的專利

當馬斯克2019年4月第一次提出160萬公里的電池時,一些人認為他吹牛,畢竟特斯拉目前最高配置電池的總里程才為80萬公里。

9月,加拿大大西洋省新斯科舍省達爾豪斯大學的電池研究團隊在《電化學學會期刊》(The Journal of the Electrochemical
Society)上發表一篇論文,透露經過數年試驗,發明了一種特別配方(即化學反應)的電池,可驅動電動車行駛至少160萬公里。馬斯克的驚人言論有了理論支持,看起來比較靠譜了。

該項研究由特斯拉汽車公司提供經費支持。不久,特斯拉為和論文中類似的電池申請專利保護。研究團隊的主要成員傑夫·達恩、馬曉微(音譯)、斯蒂芬·格雷茲被列為發明人。

電池科學是基於試驗的科學。一次次試驗不同的配方,然後觀察化學反應的效果。失之毫釐,謬之千里。新電池的特別之處在於電池由單晶體組成,而不是多個小晶體。電池充電時,單晶體納米結構不容易內部開裂,而開裂則會導致電池壽命和性能下降。

普通鋰電池有1000次到2000次放電週期。根據測試,受專利保護的新電池則在1000次放電後,仍保持95%的電量;在4000次放電後,仍有90%的電量。也就是說,新電池可驅動汽車行駛至少160萬公里,而這對無人駕駛出租車和長途卡車至關重要。

目前特斯拉最高性能的電池,充電一次,可續航600公里,相當於從北京到河南新鄉的距離。按里程計算,特斯拉電池的平均總里程約為48萬公里到80萬公里。考慮到美國居家用車的平均壽命為11年,平均總里程為24萬公里,平均充電一次,夠4天用,所以當前特斯拉電動車對居家使用綽綽有餘了。

然而,對於長途貨車或不停載客的出租車來說,還遠遠不夠。一輛卡車,平均每週要開3200公里到4800 公里,相當於每年開16萬公里到24萬公里。

去年12月的專利

或許特斯拉公司的宣傳主要通過馬斯克的推特,如同美國“140字”總統特朗普一樣,繞過主流媒體,直接與核心選民溝通。特斯拉在聖誕節後第二天提交專利後,報導這一專利的媒體寥寥。或許這只是邁向160萬公里里程碑的一小步,馬斯克並未推特里提到這一專利。

如果電池的壽命按放電週期來計算(100%充電、放電一次算作一個週期),那麼特斯拉S型號
100千瓦時鋰電池平均有1000到2000個放電週期。特斯拉當前的電池由於放電週期不夠多,因此從實用性和經濟性角度看,無法用於出租車和長途貨車。

《福布斯》的網站上發表了第三方作者的署名文章認為,12月提交的專利,
或許解決了這個問題。據介紹,這款專利名為“二噁唑酮和亞硫酸腈作為鋰電池的電解質添加劑”,是在去年9月專利的基礎上,進一步提高電池的效率、能量密度以及壽命,同時也可降低電池生產成本。

專利是對現有的鋰鎳錳鈷氧化物電池的升級版。這一專利用在靜態儲能係統,而不是電動車上使用的鋰鎳鈷鋁氧化物即NCA電池。可用於電動車電池上,但不限於電動車。

今年4月的專利

根據最新公佈的專利,電池質量不僅可大大提高,甚至也會降低成本。這項專利名叫“鎳鈷鋁電極的合成方法”,也就是鎳鈷鋁電極有效加熱過程。之前的加熱方法會產生L15AIO4,也就是雜質。降低電池的鋰含量可以減少雜質的產生,但會導致電池質量的下降。

根據公佈的專利申報材料,電池將會被加熱到足夠高的溫度,因此單晶體可以增長。通過不斷試驗鋰與其他金屬的配比,專利中的配比可降低首次加熱過程中雜質的產生。

電池在第二次加熱時,其溫度可以比第一次低。由於使用單晶體鎳鈷鋁電極,加熱過程不會產生損害電池性能的雜質。專利電池的晶體結構和化學成分組成,可以大大避免充放電過程對電池的損害,因此電池可以充電超過4000次。

5月“電池日”

為了儘早舉辦“電池日”,推出新電池,馬斯克也用盡洪荒之力。 5月1日,他在推特上置頂之前發布的推特:“即刻解放美國”(“FREE AMERICA
NOW)

推特下的反應勢如水火。有稱讚他為天才的,也有人說:你在洗粉,正由公司總裁變成小丑。馬斯克用法語回懟:“再見,走好。”
正如馬斯克所說,一個領域顯而易見的事兒,在另一個領域會無比深奧。

不知疫情會持續多久,但一切將最後揭曉。歷史的大幕,正徐徐開啟。

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