QuantumScape: Wir haben begonnen, 10-Schicht-Feststoffe in einem kommerziellen Format zu testen. Batterien nach 2 Jahren oder mehr
QuantumScape, eines der Startups, die an Festelektrolytzellen arbeiten, prahlte damit, Tests mit 10-Schicht-Zellen gestartet zu haben. 2022 will das Unternehmen Zellen mit mehreren Dutzend Schichten zeigen und plant, 2023 die erste autotaugliche Testcharge auf den Markt zu bringen.
Festelektrolytzellen müssen stark und kapazitätsstark sein. Sie sind immer noch konstant
Die von QuantumScape entwickelten Zellen sind Systeme Ob metallisch ohne Anode... Die Anode besteht beim Laden der Batterie aus Lithium an einer Elektrode und wird beim Entladen zerstört. In einer typischen Lithium-Ionen-Zelle besteht die Anode aus einer Form von Kohlenstoff (wie Graphit), manchmal mit Silizium dotiert. Wenn sich kein Graphit in der Zelle befindet, nimmt er keinen Platz ein, sodass der größte Teil des Volumens und des Gewichts der Zelle zum Speichern der Ladung verwendet werden kann.
QuantumScape gilt seit langem als das vielversprechendste Startup, wenn es um Festkörperzellen geht, aber selbst dieses Unternehmen behauptet das Die Entwicklung wird langsam sein... Nach ein- und vierschichtigen Zellen war es möglich, eine 1-Schicht-Zelle zu schaffen, die in den ersten zehn Betriebszyklen im 4C-10C-Modus (Laden und Entladen mit einer Leistung gleich der Zellkapazität) und Der C / 1-C / 1-Modus zeigt eine leichte Verschlechterung. Aber das sind nur 3-3 Zyklen für nur wenige Zellen, sagt das Unternehmen direkt zu den frühen Arbeitsstadien:
Erste Tests von 10-Schicht-QuantumScape-Zellen. Die Grafik zeigt, dass nur 20-36 Zyklen (s) von QuantumScape abgeschlossen wurden.
Der Vorteil des Experiments besteht darin, dass es bei einer Temperatur nahe der Raumtemperatur durchgeführt wird (vergleiche: die Betriebstemperatur des eCitaro-Akkus von BlueSolutions). Und dass wir es mit relativ großen Zellen im Format 7,5 × 8 cm zu tun haben. Auch das ist ein Plus die Möglichkeit, den festen QuantumScape-Elektrolyten mit günstigen Lithium-Eisen-Phosphat-Kathoden zu kombinieren... Von Vorteil ist schließlich die Objektivität von QuantumScape, die alle relevanten Testparameter auflistet.
Festelektrolytzellen der vorherigen Generation, 4-Schicht-Zellen. Die Zellen mit der schlechtesten Leistung verloren nach 5 Nutzungszyklen etwa 6-400 Prozent ihrer Kapazität. Interessant sind die deutlich sichtbaren Pulsationen der Änderung der Entladeenergie (also der Batteriekapazität) unmittelbar vor der Zykluszahl 400 (c) QuantumScape
Aber das ist das Ende der Vorteile. Lithium-Metall-Zellen quellen während des Betriebs auf, weil das zuvor gebundene Lithium in ihnen ein separates Objekt bildet – die Anode. Also testet QuantumScape sie bei 3,4 Atmosphären, um den Prozess zu verlangsamen. Dies bedeutet, dass eine mögliche Druckentlastung des Batteriefachs in Zukunft zu einem Batterieausfall führen kann. Dasselbe natürlich mit dem Reifen (eine Reifenpanne ist nicht gut), aber der Reifen ist nicht einmal 1/3 des Autos wert.
Der hohe Tankdruck ist jedoch wahrscheinlich das geringste Problem. Nun, 10-Schicht-Zellen sind ein Zwischenschritt im Vergleich zu Zellen mit mehreren Dutzend Schichten, deren endgültige Version 2022 erwartet wird. Nur sie werden eine ausreichende Energiedichte bieten, um preislich/leistungsmäßig mit klassischen Lithium-Ionen-Zellen konkurrieren zu können [QuantumScape sagt nichts]. Die ersten für den Automobileinsatz geeigneten Prototypzellen werden im Jahr 0 im QS-2023-Werk in Kalifornien erscheinen, in zwei Jahren, da das Unternehmen derzeit daran arbeitet, seine Produktion von keramischen Separatoren (Elektrolyten) zu erweitern.
Starre 10-Schicht-QuantumScape-Zelle (links) und neue Glühlinie installiert in QS-0 (c) QuantumScape-Anlage
Die erwähnte Möglichkeit, den QuantumScape-Elektrolyten in LFP-Zellen einzusetzen, sieht sehr vielversprechend aus. Dadurch erreichen solche Zellen eine Energiedichte von 0,6-0,7 kWh/l, was den besten modernen Lithium-Ionen-Zellen mit Nickel-Mangan-Kobalt-Kathoden und Flüssigelektrolyten entspricht. Sprechende Person: mit QuantumScape Porsche Festelektrolyt kann die Kapazität der Taycan-Batterie aufrechterhalten ohne die Größe des Containers zu ändern mit einem deutlichen Preisrückgang durch den Einsatz von LFP.
Mit einer Kommerzialisierung der Zellen ist erst zum Jahreswechsel 2023 und 2024 zu rechnen.
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