QuantumScape: لقد بدأنا في اختبار مواد صلبة من 10 طبقات في شكل تجاري. البطاريات بعد سنتين أو أكثر
تباهت شركة QuantumScape ، وهي إحدى الشركات الناشئة التي تعمل على خلايا إلكتروليت صلبة ، بإجراء اختبارات مع خلايا مكونة من 10 طبقات. في عام 2022 ، تريد الشركة عرض خلايا بها عشرات الطبقات وتخطط لإصدار أول دفعة اختبار مناسبة للسيارات في عام 2023.
يجب أن تكون خلايا الإلكتروليت الصلبة قوية ورشيقة. هم لا يزالون دائمين
الخلايا التي طورتها QuantumScape هي أنظمة سواء المعدن بدون الأنود. يتكون القطب الموجب من الليثيوم عند القطب عند شحن البطارية وتدميرها عند التفريغ. في خلية أيونات الليثيوم النموذجية ، يصنع الأنود من بعض أشكال الكربون (مثل الجرافيت) ، وأحيانًا يكون مخدرًا بالسيليكون. عندما لا يكون هناك غرافيت في الخلية ، فإنه لا يشغل مساحة ، لذلك يمكن استخدام معظم حجم الخلية ووزنها لتخزين الشحنة.
لطالما اعتبرت شركة QuantumScape الشركة الناشئة الواعدة عندما يتعلق الأمر بالمواد الصلبة ، ولكن حتى تلك الشركة تدعي ذلك التنمية ستكون بطيئة. بعد الخلايا أحادية وأربع طبقات ، كان من الممكن إنشاء خلية من طبقة واحدة ، والتي في العشرات الأولى من دورات التشغيل في وضع 1C-4C (الشحن والتفريغ بقوة مساوية لسعة الخلية) و يظهر وضع C / 10-C / 1 تدهورًا طفيفًا. ولكن هذه ليست سوى 1-3 دورات لعدد قليل من الخلايا ، تذكر الشركة بشكل مباشر عن المراحل الأولى من العمل:
الاختبارات الأولى لخلايا QuantumScape ذات 10 طبقات. يوضح الرسم البياني أنه تم إكمال 20-36 دورة (ج) فقط من QuantumScape.
تتمثل ميزة التجربة في أنها تتم في درجة حرارة قريبة من درجة حرارة الغرفة (قارن: درجة حرارة تشغيل بطارية eCitaro من BlueSolutions). وأننا نتعامل مع خلايا كبيرة نسبيًا بحجم 7,5 × 8 سم وهذه أيضًا زائد إمكانية الجمع بين الإلكتروليت الصلب QuantumScape مع كاثودات فوسفات حديد الليثيوم الرخيصة. أخيرًا ، تتمثل الميزة في موضوعية QuantumScape ، والتي تسرد جميع معلمات الاختبار ذات الصلة.
خلايا بها إلكتروليت صلب من الجيل السابق ، خلايا ذات 4 طبقات. فقدت الخلايا الأسوأ أداءً حوالي 5-6 بالمائة من قدرتها بعد 400 دورة من الاستخدام. الاهتمام هو التموجات المرئية بوضوح للتغيير في طاقة التفريغ (أي سعة البطارية) مباشرة قبل الدورة رقم 400 (ج) QuantumScape
لكن هذه هي نهاية الفوائد. تتضخم خلايا الليثيوم المعدنية أثناء العملية لأن الليثيوم المرتبط سابقًا يخلق كائنًا منفصلاً فيها - الأنود. لذا يختبرها برنامج QuantumScape عند 3,4 أجواء لإبطاء العملية. هذا يعني أن خفض الضغط المحتمل في حجرة البطارية يمكن أن يؤدي إلى فشل البطارية في المستقبل. نفس الشيء ، بالطبع ، مع الإطار (ثقب ليس جيدًا) ، لكن الإطار لا يساوي حتى ثلث السيارة.
ومع ذلك ، من المحتمل أن يكون ارتفاع ضغط الخزان هو أقل المشاكل. حسنًا ، الخلايا المكونة من 10 طبقات هي خطوة وسيطة مقارنة بالخلايا ذات العشرات من الطبقات ، الإصدار النهائي مستحق في عام 2022. هم وحدهم سيوفرون كثافة طاقة كافية لتكون قادرة على التنافس مع خلايا الليثيوم أيون الكلاسيكية من حيث السعر / الأداء [لا يذكر كوانتوم سكيب]. ستظهر الخلايا النموذجية الأولى المناسبة للاستخدام في السيارات في مصنع QS-0 في كاليفورنيا في عام 2023 ، بعد عامين من الآن ، حيث تعمل الشركة حاليًا على توسيع إنتاجها من أجهزة الفصل الخزفية (الإلكتروليتات).
خلية صلبة من 10 طبقات QuantumScape (يسار) وخط تلدين QS-0 جديد مثبت في المصنع (c) QuantumSCape
تبدو الإمكانية المذكورة لاستخدام المنحل بالكهرباء QuantumScape في خلايا LFP واعدة جدًا. بفضل هذا ، تصل هذه الخلايا إلى كثافة طاقة تتراوح من 0,6 إلى 0,7 كيلو واط ساعة / لتر ، وهو ما يتماشى مع أفضل خلايا الليثيوم أيون الحديثة مع كاثودات النيكل والمنغنيز والكوبالت والإلكتروليتات السائلة. الشخص المتكلم: باستخدام المنحل بالكهرباء الصلبة ، يمكن لـ QuantumScape بورش الحفاظ على سعة بطارية تايكان بدون تغيير حجم الحاوية مع انخفاض كبير في سعره من خلال استخدام LFP.
من المتوقع أن يتم تسويق الخلايا في موعد لا يتجاوز مطلع عام 2023 و 2024.
قد يثير هذا اهتمامك:
