QuantumScape: comenzamos a probar sólidos de 10 capas en un formato comercial. Baterías después de 2 años o más
QuantumScape, una de las empresas emergentes que trabaja en celdas de electrolitos sólidos, se jactó de lanzar pruebas con celdas de 10 capas. En 2022, la compañía quiere mostrar celdas con varias docenas de capas y planea lanzar el primer lote de prueba adecuado para automóviles en 2023.
Las celdas de electrolitos sólidos deben ser fuertes y espaciosas. Siguen siendo constantes
Las células desarrolladas por QuantumScape son sistemas Ya sea metálico sin ánodo... El ánodo consiste en litio en un electrodo cuando la batería está cargada y se destruye cuando se descarga. En una celda típica de iones de litio, el ánodo está hecho de alguna forma de carbono (como grafito), a veces dopado con silicio. Cuando no hay grafito en la celda, no ocupa espacio, por lo que la mayor parte del volumen y el peso de la celda se pueden utilizar para almacenar la carga.
QuantumScape ha sido considerada durante mucho tiempo la puesta en marcha más prometedora en lo que respecta a las células de estado sólido, pero incluso esta empresa afirma que el desarrollo será lento... Después de celdas de una y cuatro capas, fue posible crear una celda de 1 capa, que en las primeras decenas de ciclos de operación en el modo 4C-10C (cargando y descargando con una potencia igual a la capacidad de la celda) y El modo C / 1-C / 1 muestra un ligero deterioro. Pero esto es solo de 3 a 3 ciclos para solo unas pocas celdas, la compañía afirma directamente sobre las primeras etapas del trabajo:
Primeras pruebas de células QuantumScape de 10 capas. El gráfico muestra que solo se completaron 20-36 ciclos de QuantumScape.
La ventaja del experimento es que se lleva a cabo a una temperatura cercana a la temperatura ambiente (compárese: la temperatura de funcionamiento de la batería eCitaro de BlueSolutions). Y que estamos tratando con celdas relativamente grandes en el formato de 7,5 × 8 cm. Esto también es una ventaja. la posibilidad de combinar el electrolito sólido QuantumScape con cátodos baratos de litio-hierro-fosfato... Finalmente, una ventaja es la objetividad de QuantumScape, que enumera todos los parámetros de prueba relevantes.
Celdas de electrolitos sólidos de generación anterior, celdas de 4 capas. Las celdas de peor desempeño perdieron alrededor del 5-6 por ciento de su capacidad después de 400 ciclos de uso. De interés son las pulsaciones claramente visibles del cambio en la energía de descarga (es decir, la capacidad de la batería) inmediatamente antes del ciclo número 400 (c) QuantumScape
Pero ese es el final de los beneficios. Las celdas de metal de litio se hinchan durante la operación porque el litio previamente unido crea un objeto separado en ellas: el ánodo. Entonces, QuantumScape los prueba a 3,4 atmósferas para ralentizar el proceso. Esto significa que una posible despresurización del compartimiento de la batería puede provocar fallas en la batería en el futuro. Lo mismo, por supuesto, con el neumático (un pinchazo no es bueno), pero el neumático no vale ni 1/3 del coche.
Sin embargo, la alta presión del tanque es probablemente el menor de los problemas. Bueno, las celdas de 10 capas son un paso intermedio en comparación con las celdas con varias docenas de capas, la versión final prevista para 2022. Solo ellas ofrecerán suficiente densidad de energía para poder competir con las clásicas celdas de iones de litio en términos de precio/rendimiento [QuantumScape no lo dice]. Los primeros prototipos de celdas aptas para uso automotriz aparecerán en la planta QS-0 en California en 2023, dentro de dos años, ya que la compañía está trabajando actualmente para expandir su producción de separadores cerámicos (electrolitos).
Célula QuantumScape rígida de 10 capas (izquierda) y nueva línea de recocido instalada en la planta QS-0 (c) QuantumSCape
La posibilidad mencionada de utilizar el electrolito QuantumScape en células LFP parece muy prometedora. Debido a esto, tales celdas alcanzan una densidad de energía de 0,6-0,7 kWh / l, que corresponde a las mejores celdas modernas de iones de litio con cátodos de níquel-manganeso-cobalto y electrolitos líquidos. Persona que habla: con el electrolito sólido QuantumScape Porsche puede mantener la capacidad de la batería Taycan sin cambiar el tamaño del contenedor con una disminución significativa de su precio mediante el uso de LFP.
No se espera que las células se comercialicen hasta finales de 2023 y 2024.
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