​特斯拉提交新专利申请,或有助于防止新能源汽车电池故障

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让全球新能源电动车最头疼的电池大问题在今年6月有了新的突破。

2019年6月11日,特斯拉在加拿大的电池研究小组提交了一项新的专利申请,其主要内容是分析锂电池中的电解质,其团队称这项研究助于防止电池故障。

“原因分析该项技术能早日应用到新能源汽车电池领域,原因分析有里程碑的意义。”Jeff Dahn介绍。

新技术将提供前所未有的高容量

该专利是由Jeff Dahn领导的特斯拉电池研究小组提交的,这距Jeff Dahn入驻特斯拉仅仅过去三年。

Jeff Dahn被认为是锂离子电池的先驱。锂电池自从被广泛应用后,他便老是致力于锂电池的研究领域以及增加锂电池的生命周期,并帮助其研究成果商业化。

据外媒称,目前Jeff Dahn的主要工作集中在增强电池的耐久度和电池能量密度的研究上。

从他之前 之前 开始研究之前 之前 开始,Dahn就与工业界密切相互合作。在Simon Fraser大学任职期间,他曾与E-One Moli Energy相互合作。

在1996年搬到Dalhousie后,Dahn成为NSERC/3M(加拿大自然科学与工程研究委员会)加拿大先进电池材料工业研究主席,但会 我之前 之前 开始了长达20年的任期。

自2016年6月,Dahn之前 之前 开始与特斯拉汽车公司建立长达5年的研究相互合作伙伴关系,以提高锂离子电池的能量密度和寿命,一同降低成本。

通过这项协议,特斯拉为其在新斯科舍省哈利法克斯付近的达恩集团付近投资了十个 新的研究实验室。

Jeff Dahn

值得一提的是,在今年5月美国陆军开发的新型锂离子电池技术引起了Jeff Dahn的兴趣,据了解,一点新型锂离子电池技术“完整性不含过渡金属,并通过可逆地储存高电位(~4.2 V)的锂离子,提供前所未有的高容量。”

这项新技术“开启了一种原因分析性,即显著提高锂离子电池的能量密度,一同原因分析电解质的水性而保持其安全性。”但越来越 知道这项技术为Jeff Dahn的锂电池研究带来了几块帮助。

“在过去的几年里,大伙儿儿儿越来越 从Dahn那里听到不要 的研究成果,但之前 曾有报道,他的团队老是在研究电解质的加进去去剂,以提高锂离子电池的化学性能。”国外媒体报道,Jeff Dahn及其团队于今年早些之前 之前 之前 开始为特斯拉提供电池技术专利,如今是十个 新的突破。

这项新的研究被称为“确定锂离子电池电解质组分浓度的土办法和系统”。

怎么能能理解一点项突破性专利?

达恩等人在专利申请摘要中描述了这项发名者:

“提供了一种用于确定锂离子或锂离子电池中电解质组分浓度的计算机实现土办法。该土办法包括向光谱仪提供捕获电解质样品溶液的光谱并产生信号的指令。

该土办法包括分析信号以确定光谱的十个 或多个光谱特性。

该土办法包括制备对应于具有预定浓度的电解质组分的溶液的光谱数据库,其中数据库包括多个用于每段溶液的光谱特性。该土办法还包括使用光谱数据库确定机器学习(ML)模型。

特斯拉描述了当前电解质的大问题以及怎么能能分析它们的具体情况:

锂离子电池或电池失效的主要原因分析,有点痛 是在高压电池中,是电解质的降解,有点痛 是在带电电极的表皮。

防止电池故障和电解质降解的现有防止方案集中于电解质分解产物的膜,其积聚在电极的表皮上。那些薄膜中含衍生自电解质溶剂和电解质盐的化学每段,类似六氟磷酸锂(LiPF 6)。

类似,LiPF 6分解成LiF和PF 5,后者容易水解形成HF和PF3O.这个种水解产物在十个 电极上都具有高反应性,但会 我它们在LiPF 6溶液中不可防止的处于原因分析对电极的性能产生不利影响。

尽管原因分析确定了锂离子电池中电解质溶剂和电解质盐LiPF 6的消耗机制,但会 我越来越 一种廉价和准确的土办法来表征未知电解质并但会 我确定电解质原因分析降解的程度。

通常,电解质溶液的定量分析集中在昂贵的分析工具上,类似核磁共振(NMR)光谱仪,气相色谱-质谱仪(GC-MS),高效液相色谱(HPLC)仪器和电感耦合等离子体光发射光谱仪(ICP-OES),时要几滴 时间进行分析。

此外,一点分析工具甚至只有直接测量电解质组分的浓度。

类似,基于色谱的土办法中使用的色谱柱或检测器只有暴露于LiPF 6的高温分解产物,但会 我那些土办法仅关注电解质的水溶性每段之前 的电解质的有机每段。

通过特斯拉对专利的描述,先要看出,其提出的电池大问题防止方案主要集中在电解质溶液的分析上。而电解液是电芯的主要构成每段。

“新能源车汽车的电池只有仅仅从十个 方向来看,他实际上是十个 相对繁杂的系统。”电动车领域相关人士解释,“为了更好的理解新能源汽车的电池,能只有把它拆分为十个 每段:

电芯:正极材料、负极材料、电解液,构成了电芯;

电池包:由数百至数千个电组成,俗称Pack;

系统:电动车在加进去去传感器(眼睛与耳朵)测电压、电流、温度等;用BMS(大脑)来思考决策;加进去去执行器(手脚)来控制开关,就成了系统。”

此前,国内外特斯拉电动车连续处于自燃事件,这让新能源汽车的安全性再度遭到质疑。

有专家指出,锂离子电池处于火灾的具体情况通常是十个 或多个电池单元内的短路,这会产生热量但会 我产生的热量能只有点燃电池内的化学物质,这原因分析会在相邻的电芯中引起大问题并原因分析称为“热失控”的具体情况,原因分析火势蔓延开来。

电动车电池三大构成每段:电芯、电池包、系统

从图中也能只有看出,电芯是所有电动车电池最基本也是最核心的一每段,电池老化甚至老是老是出现故障基本上也是从一点每段之前 之前 开始老是老是出现。

“特斯拉团队目前做的应该是在电解液的每段加进去去一点新的化学成分。”相关人士指出,这应该是目前最高效和靠谱的土办法。

防止电池大问题,是新能源汽车腾飞的动力

显而易见,一旦新能源电动车电池能得到有效的把控,那原因分析对新能源汽车行业的发展带来质的飞跃。

目前,几乎所有的电动车都会安装锂离子电池,相比磷酸铁锂电池,三元锂电池能量密度高、价格便宜,目前成为各大电动车厂家的确定。

据了解,全球各大新能源电动车几乎都搭载的是锂电池,其中包括,特斯拉、蔚来、威马等。

在电动汽车领域,要想提高续航里程,目前只有通过装载更多电池或提升电池的能量密度。

但车辆的容积是有限的,能提供给电池的容积也是固定的,在美观、安全性、时延单位等因素的限制下,只有通过提升电池的能量密度来提升续航里程,但这其中也中含了潜在的电池自燃等风险。

一点防止电池大问题的方案都会在电池材质一种,但目前看来都会为社 靠谱。

比如,液流电池技术(很有原因分析是死胡同)、增程式发电技术(依然有较多污染)、石墨烯电池(商用化遥遥无期)以及此前大热的氢燃料,最近也似乎逐渐销声匿迹了。

特斯拉燃烧后“暴露出来的”锂电池

据了解,目前消费者在考虑购买电动车的最大担忧除了续航能力之外但会 我电池的安全性。

这两大大问题也是新能源电动车的老大难。但现今特斯拉团队对锂离子电池的研究在这两各领域都突破。

“电动汽车的安全涉及不同的层级,从材料到电芯到电池系统、电动汽车呈现给消费者的但会 我电动汽车的安全。”塔菲尔新能源科技集团董事长兼总裁龙绘锦表示,“现在他们说是材料不安全,他们说电芯不安全,大伙儿儿儿时要从系统层面防止整个电动汽车的安全大问题,一旦防止了电池大问题,电动车的发展将呈现直线上升。”

“毫无大问题这项针对电离子锂电池的技术对全球电动车行业来讲是具有划时代意义的。”资深汽车媒体人黄超(化名)指出,一旦之前 之前 开始进行商业应用,对特斯拉来讲也会是其在电动车领域持续领先的利器。

文章来源:锌刻度

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