特斯拉“百年电池”的秘密 都在这篇论文里(5)
4、3000小时循环后 六氟电池衰减更多
另一张图显示了三元锂电池循环3000小时、磷酸铁锂循环2000小时之后的库仑效率(CE,指电子在电池中传输的效率)、充电终点容量下降值、每次循环容量的变化值。
可以发现,每一次充电中,双氟电池容量衰减更小,但六氟电池衰减更多。这一现象在三元锂电池上体现得更为明显。
在库仑效率的表现上,三元锂电池的表现也明显好于磷酸铁锂,这意味着如果电压稍低一些(4V以内),三元锂电池的寿命会更长。这也是三元锂电池的电动汽车不宜长期充电至100%的原因。
5、双氟三元锂寿命明显更长
之后,研究人员又引入了一组将电池充电至4.2V的对照组,可以发现在40°C时,经过模拟16个月的使用,其容量相比3.65V、3.8V的电池衰减更多,但容量一直保持高于磷酸铁锂电池。在温度55°C的条件下,电池容量衰减的走势同样类似。这一实验结果印证了之前的结论。
从上文的研究中可以总结,双氟电池具有更长的寿命。综合此前测试的数据可以绘制出一张温度与容量下降至80%所需时间的关系图,从图上可以发现,只要温度在20°C左右,双氟三元锂电池使用寿命能够超过100年。
但能实现如此长的寿命,需要电池满足几个硬性条件,第一是适合的温度,第二是低电压,也就是不能充太满,第三是充电速度需要合理管控,防止锂出现镀层。
所以说,要想提升三元锂电池的寿命,使用双氟电解质可能是一条路径。但实际上,用户的实际使用场景明显更为复杂,因此100年的寿命可能只存在于实验室场景中。
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还有五大探索方向 包括混合电极
在得到实验结果后,研究人员还就五个重要问题进行了讨论,并指出了电池技术未来可以探索的方向。