I ricercatori di Tesla annunciano 4 milioni

Sep 20, 2023

Tesla ha attualmente una partnership di ricerca sulle batterie con il Dr. Jeff Dahn della Dalhousie University in Canada. Jeff Dahn è uno dei migliori ricercatori nel campo delle batterie agli ioni di litio e il suo laboratorio ha già ottenuto notevoli miglioramenti alla tecnologia delle batterie, come l'estensione della durata di una batteria agli ioni di litio a oltre un milione di miglia.

Tesla ha inizialmente firmato una partnership quinquennale con Jeff Dahn e il suo laboratorio nel 2016 e nel 2021 il produttore di veicoli elettrici ha esteso la partnership per altri 5 anni. Con il nuovo accordo, Tesla ha ricevuto i diritti esclusivi sulle scoperte emerse dal laboratorio di Dahn fino al 2026.

Oltre a Dahn, nel 2021 Tesla ha aggiunto anche il dottor Chongyin Yang e il dottor Michael Metzger rispettivamente come presidente di Tesla Canada Research e sedia Herzberg-Dahn. Il Dr. Yang lavora su materiali e dispositivi per la conversione e lo stoccaggio dell'energia da oltre un decennio.

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Lavorando con Tesla, il gruppo di ricerca del Dr. Metzger si concentra sullo sviluppo di nuovi metodi per studiare le prestazioni e la durata delle batterie avanzate agli ioni di litio, delle batterie al litio-metallo e delle batterie di desalinizzazione. L’obiettivo è creare una comprensione fondamentale che aiuterà a sviluppare nuovi materiali per elettrodi ed elettroliti per batterie fisse ed elettriche per veicoli.

E un anno dopo aver esteso l’accordo, nel marzo del 2022, Tesla ha iniziato a raccogliere i frutti della nuova partnership con il laboratorio di Dahn, annunciando una nuova chimica delle batterie che può durare 100 anni. In un articolo intitolato "Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 come alternativa superiore a LiFePO4 per celle agli ioni di litio a bassa tensione di lunga durata", il Dr. Metzger e il Dr. Dahn descrivono in dettaglio una nuova batteria a base di nichel con una durata superiore ciclo.

Il giornale dell'anno scorso scriveva...

“Le celle a sacchetto di Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2//grafite (NMC532) a cristallo singolo con grafite sufficiente solo per il funzionamento a 3,80 V (anziché ≥4,2 V) sono state ciclate con carica a 3,65 V o 3,80 V a facilitare il confronto con le celle a sacchetto LiFePO4//grafite (LFP) sulla base del potenziale di carica massimo simile e dell'utilizzo simile dell'elettrodo negativo. Le celle NMC532, se costruite con grafite sufficiente solo per essere caricate a 3,80 V, hanno una densità di energia che supera quella delle celle LFP e una durata del ciclo che supera di gran lunga quella delle celle LFP a 40 °C, 55 °C, e 70 °C."

In altre parole, la nuova cella a base di nichel mantiene la densità energetica superiore delle batterie a base di nichel, ma allo stesso tempo può durare significativamente più a lungo rispetto alle batterie al litio ferro fosfato, note per il loro lungo ciclo di vita ma per la densità energetica inferiore.

Ciò significa che la nuova cella è il meglio di entrambi i mondi con un lungo ciclo di vita pur mantenendo la maggiore densità energetica della chimica a base di nichel.

Continuando la nota dei ricercatori di Tesla…

“Le celle NMC, in particolare quelle bilanciate e caricate a 3,8 V, mostrano una migliore efficienza coulombiana, un minore sbiadimento della capacità e una densità di energia più elevata rispetto alle celle LFP e si prevede che avranno una durata di vita prossima a un secolo a 25 °C”

Con una capacità di 100 anni, una batteria funzionerà molto tempo dopo che il veicolo si sarà deteriorato. Questa innovazione, sebbene allo stato iniziale e con limitazioni nella tensione operativa e nella temperatura, può tuttavia, a lungo termine, far sì che i pacchi batteria durino praticamente tutta la vita.

Sebbene entusiasmante, questo è accaduto l'anno scorso e nei mesi successivi alla pubblicazione dell'articolo di cui sopra, i ricercatori del laboratorio di Jeff Dahn hanno lavorato duramente cercando di migliorare radicalmente le batterie sotto tutti gli aspetti.

Quest’anno, il gruppo di ricerca di Dahn ha già realizzato due importanti scoperte che hanno migliorato radicalmente le celle della batteria. Nel primo di questi miglioramenti, il gruppo di ricerca ha identificato un nastro inattivo utilizzato per tenere insieme i componenti di una batteria come motivo per cui le batterie si scaricano da sole mentre sono inattive.

In secondo luogo, i ricercatori del gruppo Dahn hanno anche scoperto che l’aggiunta di calcio alle batterie agli ioni di sodio le rende sufficientemente stabili da poter essere prodotte in un normale ambiente di fabbrica, eliminando la necessità di stanze asciutte che aggiungono costi enormi.