QuantumScape: We zijn begonnen met het testen van 10-laags vaste stoffen in een commercieel formaat. Batterijen na 2 jaar of langer
QuantumScape, een van de startups die werkt aan vaste elektrolytcellen, pochte op het uitvoeren van tests met 10-laags cellen. Het bedrijf wil in 2022 cellen met enkele tientallen lagen tonen en is van plan om in 2023 de eerste testbatch geschikt voor auto's op de markt te brengen.
Vaste elektrolytcellen moeten sterk en ruim zijn. Ze zijn nog steeds permanent
De door QuantumScape ontwikkelde cellen zijn systemen Of het nu metaal is zonder anode. De anode bestaat uit lithium op de elektrode wanneer de batterij wordt opgeladen en wordt vernietigd bij ontlading. In een typische lithium-ioncel is de anode gemaakt van een vorm van koolstof (zoals grafiet), soms is deze gedoteerd met silicium. Als er geen grafiet in een cel zit, neemt het geen ruimte in, dus het grootste deel van het volume en gewicht van de cel kan worden gebruikt om lading op te slaan.
QuantumScape wordt lange tijd beschouwd als de meest veelbelovende startup als het om solids gaat, maar zelfs dat bedrijf claimt dat ontwikkeling zal langzaam gaan. Na enkel- en vierlaagse cellen was het mogelijk om een 1-laags cel te creëren, die in de eerste tientallen werkingscycli in 4C-10C-modus (opladen en ontladen met een vermogen gelijk aan de capaciteit van de cel) en C / 1-C / 1-modus vertoont weinig verslechtering. Maar dit zijn slechts 3-3 cycli voor slechts een paar cellen, zegt het bedrijf direct over de vroege werkfasen:
Eerste tests van QuantumScape-cellen met 10 lagen. De grafiek laat zien dat er slechts 20-36 cycli (c) van QuantumScape zijn voltooid.
Het voordeel van het experiment is dat het wordt uitgevoerd bij een temperatuur die dicht bij kamertemperatuur ligt (vergelijk: de bedrijfstemperatuur van de eCitaro-accu van BlueSolutions). En dat we te maken hebben met relatief grote cellen in het formaat 7,5 x 8 cm, ook dat is een pluspunt de mogelijkheid om de QuantumScape vaste elektrolyt te combineren met goedkope lithium-ijzerfosfaatkathodes. Tot slot is een voordeel de objectiviteit van QuantumScape, waarin alle relevante testparameters op een rij staan.
Cellen met vast elektrolyt van de vorige generatie, 4-laags cellen. De slechtst presterende cellen verloren ongeveer 5-6 procent van hun capaciteit na 400 gebruikscycli. Van belang zijn de duidelijk zichtbare rimpelingen van de verandering in ontladingsenergie (d.w.z. batterijcapaciteit) vlak voor cyclus nummer 400 (c) QuantumScape
Maar dat is het einde van de voordelen. Lithium-metaalcellen zwellen op tijdens het gebruik omdat het eerder gebonden lithium er een apart object in creëert - de anode. Dus QuantumScape test ze bij 3,4 atmosfeer om het proces te vertragen. Dit betekent dat een mogelijke drukverlaging van het batterijcompartiment in de toekomst kan leiden tot batterijstoringen. Hetzelfde natuurlijk met de band (een lekke band is niet goed), maar de band is nog niet eens 1/3 van de auto waard.
Een hoge tankdruk is echter waarschijnlijk het minste van de problemen. Welnu, cellen met 10 lagen zijn een tussenstap vergeleken met cellen met enkele tientallen lagen, de definitieve versie moet in 2022 verschijnen. Alleen zullen ze voldoende energiedichtheid bieden om qua prijs/prestatie te kunnen concurreren met klassieke lithium-ioncellen [zegt QuantumScape niet]. De eerste prototypecellen die geschikt zijn voor gebruik in de automobielindustrie zullen verschijnen in de QS-0-fabriek in Californië in 2023, over twee jaar, aangezien het bedrijf momenteel werkt aan de uitbreiding van de productie van keramische afscheiders (elektrolyten).
10-laags QuantumScape Rigid Cell (links) en nieuwe in de fabriek geïnstalleerde QS-0-gloeilijn (c) QuantumSCape
De genoemde mogelijkheid om QuantumScape-elektrolyt te gebruiken in LFP-cellen ziet er veelbelovend uit. Hierdoor bereiken dergelijke cellen een energiedichtheid van 0,6-0,7 kWh / l, wat overeenkomt met de beste moderne lithium-ioncellen met nikkel-mangaan-kobaltkathodes en vloeibare elektrolyten. Pratende persoon: met vast elektrolyt QuantumScape Porsche kan de batterijcapaciteit van de Taycan behouden zonder de grootte van de container aan te passen met een aanzienlijke verlaging van de prijs door het gebruik van LFP.
De verwachting is dat de cellen op zijn vroegst rond de jaarwisseling 2023 en 2024 op de markt zullen komen.
Dit kan je interesseren:
