QuantumScape: 商用フォーマットで 10 層ソリッドのテストを開始しました。 2年以上経過したバッテリー
固体電解質電池に取り組んでいる新興企業の 10 つである QuantumScape は、2022 層セルを使用したテストの実行を誇っていました。 同社は2023年に数十層のセルを展示したいと考えており、XNUMX年には自動車に適した最初のテストバッチをリリースする予定だ。
固体電解質電池は強力で容量が大きくなければなりません。 それらはまだ永続的です
QuantumScape が開発したセルはシステムです 陽極のない金属かどうか。 アノードは、バッテリーの充電時には電極上のリチウムで構成され、放電時には破壊されます。 典型的なリチウムイオン電池では、アノードは何らかの形態の炭素 (グラファイトなど) で作られており、場合によってはシリコンがドープされています。 セル内にグラファイトが存在しない場合、セルはスペースをとらないため、セルの体積と重量のほとんどを電荷の貯蔵に使用できます。
QuantumScape は長い間、固体に関しては最も有望なスタートアップであると考えられてきましたが、その会社ですら次のように主張しています。 開発は遅くなるだろう。 単層および 1 層セルの後に、4 層セルを作成することができました。これは、10C-1C モード (セルの容量に等しい電力で充放電) および C/1-C/3 モードでの動作の最初の数十サイクルではほとんど劣化を示しません。 しかし、これはわずか数個のセルに対してわずか 3 ～ XNUMX サイクルであり、同社は作業の初期段階について次のように直接述べています。
10層QuantumScapeセルの最初のテスト。 グラフは、QuantumScape の 20 ～ 36 サイクル (c) のみが完了したことを示しています。
この実験の利点は、室温に近い温度で実施できることです (BlueSolutions の eCitaro バッテリーの動作温度と比較してください)。 また、7,5 × 8 cm フォーマットの比較的大きなセルを扱っていることもプラスです。 QuantumScape固体電解質と安価なリン酸鉄リチウム正極を組み合わせる可能性。 最後に、QuantumScape の客観性が利点であり、関連するすべてのテスト パラメーターがリストされます。
前世代の固体電解質を使用した4層セル。 最も性能の悪いセルは、5 サイクルの使用後に容量が約 6 ～ 400% 減少しました。 興味深いのは、サイクル数 400 の直前の放電エネルギー (つまり、バッテリー容量) の変化のリップルがはっきりと目に見えることです (c) QuantumScape
しかし、メリットはこれで終わりです。 リチウム金属セルは、以前に結合したリチウムがセル内に別の物体、つまりアノードを作成するため、動作中に膨張します。 そのため、QuantumScape はプロセスを遅くするために 3,4 気圧でテストします。 これは、バッテリー収納部が減圧される可能性があり、将来的にバッテリーの故障につながる可能性があることを意味します。 もちろんタイヤも同様ですが（パンクはよくありません）、タイヤの価値は車の 1/3 にもなりません。
ただし、タンク圧力が高いことはおそらく最も問題が少ないでしょう。 そうですね、10 層セルは数十層のセルと比較すると中間段階であり、最終バージョンは 2022 年に予定されています。 これらのみが、価格/性能の点で従来のリチウムイオン電池と競合できる十分なエネルギー密度を提供できる[QuantumScapeは述べていない]。 同社は現在セラミックセパレーター（電解質）の生産拡大に取り組んでおり、自動車用途に適した最初のプロトタイプセルは0年後の2023年にカリフォルニアのQS-XNUMX工場に登場する予定だ。
10 層 QuantumScape リジッド セル (左) と工場で新たに設置された QS-0 アニーリング ライン (c) QuantumSCape
LFP セルで QuantumScape 電解質を使用する前述の可能性は非常に有望に見えます。 このおかげで、このような電池は0,6〜0,7 kWh / lのエネルギー密度に達し、これはニッケル-マンガン-コバルト陰極と液体電解質を備えた最新の最高のリチウムイオン電池と同等です。 話す人: 固体電解質QuantumScapeを使用したポルシェは、タイカンのバッテリー容量を維持できます コンテナのサイズを変更せずに 大幅な値下げで LFPの使用を通じて.
このセルは、早ければ2023年から2024年の変わり目に商業化されると予想されている。
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