Аккумуляторная лаборатория Джеффа Дана в Университете Далхаузи в Галифаксе, известная своими связями с Tesla, работает над новым химическим составом литий-ионных аккумуляторов. В новом аккумуляторном элементе будет использоваться монокристаллический катод без кобальта с легированием вольфрамом для повышения производительности и гораздо более длительного жизненного цикла.
Tesla считается одной из самых передовых компаний в области технологий литий-ионных аккумуляторов. Аккумуляторные элементы, установленные в его автомобилях, являются одними из самых эффективных и долговечных на рынке. Мало кто знает, что многими технологическими достижениями в этой области Tesla обязана Джеффу Дану, пионеру разработки литий-ионных аккумуляторов. Дан начал работать над литий-ионными батареями в конце 1970-х годов и в настоящее время возглавляет лабораторию по исследованию аккумуляторов в Университете Далхаузи в Галифаксе.
Дан и его команда имеют прочные связи с Tesla благодаря партнерскому соглашению, подписанному в 2015 году. С 2016 года Tesla финансировала несколько исследовательских работ по аккумуляторам в Далхаузи. По крайней мере, шесть патентных заявок Tesla на литий-ионные аккумуляторы указывают Дана и членов его команды в качестве соавторов.
Согласно статье, опубликованной в Journal of Electrochemical Society, Джефф Дан и его команда работают над уникальным типом монокристаллического катода, который не содержит кобальта. Известно, что монокристаллические электроды имеют более длительный жизненный цикл, чем их поликристаллические аналоги в ячейке NMC. Монокристаллические материалы демонстрируют небольшое микрорастрескивание даже после более чем 1000 циклов.
Тем не менее, они очень дорогие, на их долю приходится 76% стоимости общей ячейки и 55% аккумуляторной батареи. Это представляет собой серьезное препятствие для внедрения монокристаллических электродов в коммерческих масштабах. Здесь Дан и его команда предлагают решение для снижения затрат за счет исключения дорогостоящего кобальта.
В результате получается не содержащий кобальта монокристаллический слоистый оксидный положительный электродный материал, называемый NM64, поскольку он содержит 60% никеля и 40% марганца. В настоящее время Tesla использует химический состав NMC811, поэтому сокращение количества никеля с 80% до 60% может еще больше снизить затраты.
Интересно, что монокристаллический катод NM64 производится с помощью простого полностью сухого процесса синтеза, который не требует воды, промежуточных химикатов и производит мало отходов. Это отличается от процесса сухого электрода, разработанного американским автопроизводителем для ячеек 4680. Согласно исследованиям, ячейка обладает отличной стабильностью высокого напряжения до 4,4 вольт. Исследование также показало, что добавление 0,3% вольфрамового покрытия к катоду улучшает стабильность цикла.
