В прошлом году Tesla и исследовательская группа по аккумуляторам Джеффа Дана из Университета Далхаузи объявили о новом партнерстве, в рамках которого группа перешла от 20-летнего исследовательского соглашения с 3M к новому сотрудничеству с Tesla под названием «Промышленное исследование NSERC/Tesla Canada».
Хотя партнерство было объявлено в прошлом году, оно вступило в силу только в июне 2016 года. Группа только что опубликовала свою первую исследовательскую работу с тех пор, и она может привести к потенциальному увеличению плотности энергии и долговечности.
Исследования Дана сосредоточены на продлении срока службы литий-ионных аккумуляторных ячеек, что, очевидно, представляет большой интерес для Tesla.
Новая работа будет опубликована в октябрьском выпуске журнала Journal of Power Sources. Ее соавторами являются сам Дан и еще 4 члена его группы по исследованиям аккумуляторов, а также сотрудники физического и химического факультетов Университета Далхаузи: Цзянь Ся, Реми Петибон, Дейцзюнь Сюн, Лин Ма.
В работе утверждается, что этиленкарбонат (ЭК), органическое соединение, которое до сих пор считалось неотъемлемым компонентом электролита для литий-ионных ячеек, «на самом деле вреден для ячеек при высоких напряжениях» — 4,5 В и выше. Текущие ячейки Tesla/Panasonic, как полагают, работают при напряжении около 4,2 В, но ожидается, что будущие ячейки, которые будут производиться на Gigafactory, будут иметь более высокое напряжение.
Чтобы заменить ЭК в электролитах, группа разработала «линейные алкилкарбонатные электролиты без ЭК» и протестировала их в ячейках-пакетах. Они сообщают об «отличных характеристиках циклической зарядки-разрядки и хранения», а также о лучшей циклируемости ячеек по сравнению с ячейками с ЭК.
Исследователи надеются, что это может привести к созданию лучших высокопроизводительных аккумуляторных ячеек:
«Дальнейшая оптимизация этих линейных алкилкарбонатных электролитов с соответствующими сопутствующими добавками может представлять собой жизнеспособный путь к успешному коммерческому использованию литий-ионных ячеек NMC/графит, работающих при напряжении 4,5 В и выше».
Более высокое напряжение может привести к созданию более энергоемких аккумуляторных блоков для достижения большего запаса хода на электротяге. Лучшая циклируемость также может помочь продлить срок службы ячеек и, следовательно, аккумуляторных блоков, что, как упоминалось ранее, является основной целью исследований Дана.
Исследовательская группа по аккумуляторам Университета Далхаузи тесно сотрудничает с техническим директором Tesla Дж.Б. Страубелем и директором по аккумуляторным технологиям Tesla Куртом Келти в рамках нового партнерства.