QuantumScape proporcionó datos de estado sólido. Carga 4 C, soporta 25 C, 0-> 80%. en 15 minutos

QuantumScape, una startup para desarrollar celdas de electrolitos sólidos, se jactó de los parámetros de sus celdas. Sus capacidades son impresionantes: permiten cargar a 4 ° C, soportar hasta 25 ° C, ofrecen densidades de energía en el rango de 0,3-0,4 kWh / kg y alrededor de 1 kWh / l. JB Straubel, cofundador de Tesla, ve esto como un gran avance.

¿Celdas de estado sólido QuantumScape en vehículos Volkswagen después de aproximadamente 5 años?

tabla de contenidos

• ¿Celdas de estado sólido QuantumScape en vehículos Volkswagen después de aproximadamente 5 años?
  • Carga a 4 C sin reducción de potencia
  • Más de 800 ciclos de trabajo con ~ 10% de degradación
  • Después de todo, ¿enlaces a aviones?
  • Contras

QuantumScape se ha hecho famoso dos veces en el pasado: una, cuando Volkswagen se convirtió en el principal accionista de la empresa, y la segunda, cuando JB Straubel, cofundador de Tesla, se convirtió en miembro de la junta directiva. Ahora se ha vuelto ruidoso por tercera vez: la compañía ha publicado los resultados de su investigación. Son impresionantes por varias razones: se muestra un elemento de tamaño normal que funcionó a temperatura normal (30 grados Celsius), y se muestra que los resultados son reproducibles.

La jaula de cerámica QuantumScape es una placa flexible del tamaño de un naipe. En la esquina superior derecha, puede ver al presidente de la empresa, Jagdeep Singh (c) QuantumScape.

¿De qué estamos hablando? Las celdas QuantumScape son celdas de litio que utilizan un electrolito sólido en lugar de un electrolito líquido, sin un ánodo separado. Su ánodo consiste en iones de litio durante la carga (Li-metal). Cuando la celda se descarga, los iones de litio van al cátodo, el ánodo deja de existir.

Diagrama estructural de una celda moderna de iones de litio (izquierda) y una celda QuantumScape. En la celda clásica que viene de arriba, tenemos un electrodo, un ánodo de grafito / silicio, una membrana porosa, un cátodo de fuente de litio y un electrodo. Todo ello sumergido en un electrolito que facilita el flujo (c) de los iones QuantumScape.

Carga a 4 C sin reducción de potencia

Un avance clave es la capacidad de cargar las células QuantumScape hasta 4 ° C sin destruirlas. No hay degradación, ya que el electrolito cerámico permite el flujo de iones de litio, pero no permite que crezcan las dendritas de litio. 4 C significa que con una batería de 60 kWh alcanzaremos una potencia de carga de 240 kW, con 80 kWh ya 320 kW, etc.. Al mismo tiempo, cargaremos hasta el 80 por ciento en 15 minutos, por lo que la potencia de carga promedio no será muy inferior a la máxima: serán 192 y 256 kW, respectivamente.

Tales poderes se convertirán en reabastecimiento de la autonomía a una velocidad de +1 200 km / h, es decir +20 km / min... Una parada de quince minutos para estirar los huesos y el inodoro le dará unos 300 kilómetros o más de 200 kilómetros de autopista.

También es interesante la posibilidad de una "personalización" significativa de las celdas. La compañía se jactó de pruebas de hasta 25 C. Suponiendo que usaremos "solo" 20 C, ¡un coche con una batería de 60 kWh puede soportar disparos de 1,2 MW!

Más de 800 ciclos de trabajo con ~ 10% de degradación

Otra gran ventaja de las celdas QuantumScape es su alto ciclo. Alcanzan fácilmente los 800 ciclos estimados (trabajo = carga y descarga completas) a 1°C y prometen incluso más durabilidad a menor potencia, y esto último se puede encontrar en los vehículos eléctricos.

Puede parecer que 800 ciclos de trabajo no es mucho, pero si ponemos este valor en la máquina, obtenemos grandes números. Digamos que tenemos celdas QuantumScape ensambladas en una batería de 60 kWh. Esta capacidad le permite conducir fácilmente más de 300 kilómetros. 800 ciclos de trabajo es un kilometraje de al menos 240 mil kilómetros (diagrama de arriba).

Con tal kilometraje, las celdas aún retienen alrededor del 90 por ciento de su capacidad, por lo que le permiten viajar no "más de 300", ¡sino solo 300 kilómetros sin recargar! Si continúa la degradación lineal, que aún no conocemos, a 480 80 kilómetros, alcanzaremos alrededor de XNUMX por ciento de potencia, y así sucesivamente.

Agregamos que hoy la señal para reemplazar o reparar una batería es una capacidad de aproximadamente el 65-70 por ciento de la capacidad original.

Después de todo, ¿enlaces a aviones?

JB Straubel, cofundador de Tesla y ahora miembro de la junta directiva de QuantumScape, ve el logro de la compañía como un gran avance.... Él enfatiza que tales subidas repentinas de energía no son muy comunes, y Tesla ha medido el progreso en porcentajes de un solo dígito en los últimos años. Las presentaciones de otras empresas emergentes generalmente se enfocaban en parámetros seleccionados y omitían otros, mientras que QuantumScape mostró una serie de medidas con respecto a la durabilidad y la carga y la resistencia.

En su opinión, los nuevos elementos podrían permitir la creación de aviones eléctricos con las gamas a las que estamos acostumbrados.

Contras

Ninguna de las imágenes muestra células QuantumScape cargadas. A juzgar por la animación, están muy hinchados. La diferencia parece ser al menos 2-3 veces mayor que en el caso de las celdas de iones de litio con ánodos a base de grafito, lo que puede ser una limitación al crear baterías de alta capacidad.

Vale la pena verlo (casi 1,5 horas de material):

Foto de apertura: QuantumScape (c) Aspecto de las células de QuantumScape

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