特斯拉最新專利曝光！電池效能提升4倍，使用壽命160萬公里

據(jù)外媒報道，特斯拉近日申請了一項單晶鎳鈷鋁（NCA）電極專利，描述了一種全新的電池鋰化工藝——鎳鈷鋁電極加熱工藝。

據(jù)悉，以前的加熱方法有時候會生成鋰基板L15AIO4雜質(zhì)，若降低電池中的鋰含量，雖然可以減少污染，但也會導致“電化學性能較差”。而采用鎳鈷鋁電極加熱工藝，不僅可以提高電池質(zhì)量，同時還能節(jié)省制造成本。

（資料圖）

正如專利中所提到的，電池將被加熱到足以使單晶生長的溫度。修正后的鋰與其它金屬的比例，將限制第一次加熱過程中雜質(zhì)的形成。然后，鋰將在低于第一個加熱周期的溫度下進行第二次加熱。這一過程將有助于開發(fā)出無雜質(zhì)的單晶NCA，而污染物的減少又將有助于延長電池的整體使用壽命。

參與該專利的一名研究人員指出，采用鎳鈷鋁電極加熱工藝，可使電池在生命周期內(nèi)充電4000多次，相比特斯拉S型車的典型鋰離子電池性能提升了4倍，而電池的使用壽命也將有望超過100萬英里（約為160.9萬公里）。

（不同溫度下的鋰離子表現(xiàn)）

除了提交電池專利之外，特斯拉最近還在忙于收購幾家電池公司，其中包括Maxwell Technologies和Hibar Systems。據(jù)悉，這兩家公司都在開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的電池質(zhì)量和更高效的生產(chǎn)成本技術。相對簡單的開發(fā)，如特斯拉最近在專利中描述的那些，收購這兩家公司也有助于實現(xiàn)“延長電池使用壽命”的目標。

值得一提的是，特斯拉電池技術的發(fā)展，可能會使其汽車的使用壽命達到20-30年，遠遠長于汽油動力汽車。由此推斷，這很可能成為社會加速走向可持續(xù)發(fā)展的催化劑。

1、鎳鈷鋁（NCA）和鎳鈷錳（NCM）的區(qū)別

目前，特斯拉所使用的鋰鎳電池主要是鎳鈷鋁三元材料，而我國使用的還是鎳鈷錳，這是一個很大的突破。

首先，NCA電池的性能更為優(yōu)秀，但由于熱失控溫度較低，對制作工藝的要求也相對較高；而NCM電池則熱失控溫度較高，可以降低制作工藝要求，因而成為了國內(nèi)電池企業(yè)的主要研發(fā)方向。

其次，無論是NCA，還是NCM，兩者都把811高鎳電池作為了重點突破方向。因為隨著鎳元素含量的升高，三元正極材料的比容量逐漸升高，電芯的能量密度也會隨之提高。

舉例來說，特斯拉采用的2170號電池能量密度之所以能夠高達300WH/kg，就是因為其鎳鈷鋁比例分別為8:1.5:0.5。這不僅將有利于提升電池儲能密度，還因為降低鈷金屬使用量而大幅降低了電池制造成本。

◆ 避免過度放電：其實，電動車的電池組和一般3C產(chǎn)品鋰電池的性質(zhì)非常相近，但差別在于電動汽車大多使用18650或21700電池組串接，而3C產(chǎn)品由于薄體化需求多則使用的是鋰聚合物（薄型或其它包裝形狀）電池，但保養(yǎng)的原則都是一樣的。

根據(jù)現(xiàn)代原廠的說法，電動汽車的電池組應避免過度放電，尤其是低于20%時，過度放電有可能會導致電池容量受損，因而降低總能量。而且在大多數(shù)情況下，電池容量的降低是不可逆的。

◆ 經(jīng)常充放電：跟手機電池相同，電動汽車的電池組應該保持經(jīng)常充放電的狀態(tài)。那么可能有人會擔心，經(jīng)常充放電會導致電池受損，但其實正好相反，電池應該經(jīng)常保持在40%-80%的區(qū)間內(nèi)。建議每隔2-3天就充一次電，以保持電池的活性。

◆ 避免急加速或極端駕駛：以鋰電池的特性來說，穩(wěn)定的充放電有助于減緩衰退情況的到來，而急加速或極端駕駛狀態(tài)，會在短時間內(nèi)耗損大量能量。這意味著，電池組在很短的時間內(nèi)以大功率的狀態(tài)輸出，駕駛?cè)藨摲€(wěn)定的駕駛車輛，除了避免電池提早衰退，此舉也有助于車輛的能耗表現(xiàn)。

◆ 盡量停放在陰涼處：對于鋰電池來說，過熱與過冷的情況會嚴重影響效能表現(xiàn)，過冷的環(huán)境會使電池的續(xù)航能力降低，而過熱的環(huán)境則會提前讓電池衰退的情況發(fā)生，同時也會影響續(xù)航能力。如果有條件的話，建議電動汽車應該盡量選擇停放在陰涼處。