Tesla pode em breve ter uma bateria que pode durar um milhão de milhas

em abril passado, Elon Musk prometeu que Tesla logo seria capaz de alimentar seus carros elétricos por mais de 1 milhão de milhas ao longo de sua vida útil. Na altura, a reivindicação parecia um pouco exagerada. Isso é mais do que o dobro da quilometragem Tesla proprietários podem esperar para sair de seu carro baterias atuais pacotes, que já estão bem além da gama operacional da maioria das outras baterias EV. Não parecia real, só que agora parece que é.

no início deste mês, um grupo de bateria pesquisadores da Dalhousie University, que tem um acordo de exclusividade com a Tesla, publicou um artigo no Jornal da Sociedade Eletroquímica descrevendo uma bateria de íon de lítio que “deve ser capaz de potência de um veículo elétrico para mais de 1 milhão de milhas” ao perder menos de 10% de sua capacidade energética durante a sua vida útil.

Liderada pelo físico Jeff Dahn, um dos mais importante do mundo de lítio-íon de pesquisadores, a Dalhousie grupo mostrou que a sua bateria supera significativamente similares, bateria de íon de lítio relatado anteriormente. Eles observaram que sua bateria poderia ser especialmente útil para a auto-condução robotaxis e caminhões elétricos de longo curso, dois produtos Tesla está desenvolvendo.

O que é interessante, porém, é que os autores não anunciam os resultados como um avanço. Em vez disso, apresentam-no como uma referência para outros investigadores em baterias. E eles não poupam nos detalhes.dados completos destas células, incluindo composições de eléctrodos, cargas de eléctrodos, composições electrolíticas, aditivos utilizados, etc. foram fornecidos”, Dahn e seus colegas escreveram no jornal. “Isso foi feito para que outros possam recriar essas células e usá-las como benchmarks para seus próprios esforços de I+D.”

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dentro do EV industry, battery Chemists are a closely guarded secret. Então, por que o grupo de pesquisa da Dahn, que assinou sua parceria exclusiva com Tesla em 2016, dar a receita para uma bateria tão aparentemente singular? De acordo com um ex-membro da equipe de Dahn, a resposta provável é que Tesla já tem pelo menos uma química de bateria proprietária que supera o que é descrito no artigo benchmark. De fato, pouco depois que o artigo saiu, Tesla recebeu uma patente para uma bateria de íon de lítio que é notavelmente semelhante à descrita no artigo. Dahn, que se recusou a comentar este artigo, está listado como um de seus inventores.

as baterias de iões de lítio descritas no papel usam lítio níquel manganês óxido de cobalto, ou NMC, para o eletrodo positivo da bateria (cátodo) e grafite artificial para o seu eletrodo negativo (ânodo). O eletrólito, que ferries ions de lítio entre os terminais de eletrodos, consiste de um sal de lítio misturado com outros compostos.

NMC / graphite Chemists have been known to increase the energy density and lifespan of lithium-ion batteries. (Almost all electric cars, including the Nissan Leaf and Chevy Bolt, use NMC chemistries in their batteries, but notably not Tesla.) A mistura de eletrólitos e aditivos é o que acaba sendo objeto de segredos comerciais. Mas mesmo esses materiais, como descritos no papel, eram bem conhecidos na indústria. Em outras palavras, diz Matt Lacey, um especialista em bateria de íons de lítio do Grupo Scania que não estava envolvido na pesquisa, “não há nada no molho secreto que era secreto!”

em vez disso, a equipe de Dahn alcançou seu enorme desempenho impulsiona através de lotes e lotes de otimização desses ingredientes familiares, e ao ajustar a nanoestrutura do cátodo da bateria. Em vez de usar muitos cristais NMC menores como o cátodo, esta bateria depende de cristais maiores. Lin Ma, um ex-doutorado no laboratório de Dahn, que foi fundamental no desenvolvimento do projeto do cátodo, diz que esta nanoestrutura de “único cristal” é menos provável de desenvolver rachaduras quando uma bateria está carregando. As fissuras no material catódico causam uma diminuição na vida útil e no desempenho da bateria.

através da sua parceria com Tesla, a equipa de Dahn foi encarregada de criar baterias de iões de lítio que podem armazenar mais energia e ter uma vida útil mais longa do que as baterias comercialmente disponíveis. Em carros elétricos, estas métricas traduzem para o quão longe você pode conduzir o seu carro em uma única carga e quantas cargas você pode sair da bateria antes de parar de funcionar. De um modo geral, há uma troca entre a densidade de energia e a vida útil da bateria-se você quiser mais de um, você recebe menos do outro. O grupo de Dahn foi responsável pela tarefa aparentemente impossível de superar este compromisso.

A densidade de energia de uma bateria de iões de lítio é uma das qualidades mais importantes em carros elétricos de consumo como o modelo 3 de Tesla. Os clientes querem ser capazes de conduzir longas distâncias com uma única taxa. Os carros mais novos de Tesla podem chegar a 370 milhas por carga, que está muito além da Gama de veículos elétricos de outras empresas. Na verdade, com base na média americana comutada, Dahn estima que a maioria dos proprietários de EV usam apenas cerca de um quarto de uma carga por dia. Mas para fazer uma frota de robotaxis ou um império de camiões eléctricos de longo curso, Tesla vai precisar de uma bateria que possa lidar com ciclos de descarga completos todos os dias.

o problema é que a descarga total e recarga a cada dia coloca maior estresse na bateria e degrada seus componentes mais rapidamente. Mas simplesmente manter o tempo de vida atual de um pacote de baterias Tesla-cerca de 300.000 A 500.000 milhas-não é suficiente. Caminhões elétricos de longo curso e robotaxis estará empacotando em muito mais milhas diárias do que o seu commuter médio, e é por isso que Musk quer uma bateria que pode durar 1 milhão de milhas.Musk perguntou, E Dahn entregou. Como Dahn e sua equipe detalhada em seu artigo de benchmarking, ” não é preciso fazer uma troca entre a densidade de energia e a vida.”Os resultados da equipe mostram que suas baterias podem ser carregadas e esgotadas mais de 4.000 vezes e perder apenas cerca de 10 por cento de sua capacidade de energia. Para fins de comparação, um artigo de 2014 mostrou que Baterias similares de íon de lítio perderam metade de sua capacidade após apenas 1.000 ciclos.”quatro mil ciclos é realmente impressionante”, diz Greg Less, diretor técnico do Laboratório de bateria do Instituto de energia da Universidade de Michigan. “Um alcance de um milhão de milhas é facilmente realizável com 4.000 ciclos.”

poucos dias após a publicação do artigo de benchmarking, Tesla e Dahn foram agraciados com uma patente que descrevia uma bateria de íon de lítio de um cristal único quase idêntica às baterias descritas no papel. A bateria patenteada inclui um aditivo eletrolítico chamado ODTO que a patente afirma que pode ” melhorar o desempenho e o tempo de vida das baterias Li-ion, ao mesmo tempo reduzindo os custos.”

não é certo que a bateria descrita na patente é a bateria de milhões de milhas que Musk disse que entraria em produção no próximo ano, e nem Tesla nem Dahn estão falando. Mas é seguro apostar que a bateria proprietária do Tesla tem um desempenho ainda melhor.Shirley Meng, que dirige o Laboratório de Armazenamento De Energia e conversão na UC San Diego, diz que muitas empresas de veículos elétricos estão perseguindo baterias com maior teor de níquel do que o papel de Dahn e patente descrevem. Essa abordagem pode aumentar a densidade de energia de uma bateria. Meng diz que o próximo passo é fundir esses projetos de maior densidade com alguma mistura de alta performance de eletrólitos e aditivos. Se é a fórmula que o grupo Dahn aperfeiçoou é uma questão em aberto.

“eu acredito que o objetivo final de Jeff equipe é demonstrar ultralonga vida em um alto-níquel-conteúdo do cátodo, mas, talvez, eles precisam de um completamente diferente mistura de eletrólitos aditivo coquetel,” Meng diz. “Eu não acho que a mesma fórmula vai funcionar, e é por isso que eles liberaram todas as formulações.”

qualquer que seja o design acaba por torná-lo em produção no gigantesco Gigafactory de Tesla, os sinais são claros: uma bateria de milhões de milhas estará aqui em breve.a inteligência Artificial confronta uma crise de “reprodutibilidade”. como doadores ricos como Epstein (e outros) minam a ciência. como é que as máquinas aprendem? Além disso, leia as últimas notícias sobre Inteligência artificial quer as melhores ferramentas para ficar saudável? Confira as escolhas da nossa equipe de engrenagens para os melhores rastreadores de fitness, Engrenagem de corrida (incluindo sapatos e meias), e os melhores fones de ouvido.

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