将挤出的电极材料带层压到金属箔集电体上形成成品电极 。过程如下面草图 。
Maxwell 的工艺皆适用于正极和负极 。用 NCA 粉末和铝箔制作正极 。用石墨粉和铜箔制作负极 。另外 。还为 Teflon 添加了一些不同的聚合物 。获得了更好的强度和离子传输 。添加一些其他材料可以提高导电性 。通过将电极膜卷绕成卷 。然后送入层压机 。但这个过程其实非常非常简单 。
Maxwell 已将这种工艺用于制造超级电容 。使用这个简单的过程 。制造电池的成本支出将会少得多 。且不使用溶剂 。
2. 更高的能量密度
为了充分理解在电极制造中不使用溶剂的重要性 。就需要了解整个锂电池的制造方法 。
通常锂离子电池处于很低的电量状态时 。当暴露在空气中时它们不会有剧烈反应 。正极材料、既锂化金属氧化物会完全锂化 。而负极不含任何锂 。这意味着所有锂离子(除了在电池末端添加的电解质中的少量锂离子)都在正极材料内 。
正极材料很重 。大约是其中锂含量的 20 倍 。在完全充电的锂电池中 。大部分锂已从正极材料中移动并储存在负极的石墨中 。随着电池放电 。锂返回到正极 。锂离子嵌入到正极中 。回到金属氧化物晶体中 。当负极消耗完锂 。或正极充满锂且不能再接受更多时 。电池就已完全放电 。
这里存在一些问题 。当电池充满电解质且进行第一次充电时 。正极材料的一些锂离子会被负极、电解质和锂离子之间的反应消耗掉 。这种寄生反应形成 SEI(Solid Electrolyte Interphase 。固体电解质界面) 。SEI 是电池的重要组成部分 。因为它可以防止电解质与负极中的碳反应 。问题在于 。一旦进行第一次充电 。在放电过程中从负极返回正极的锂离子就会损失一些 。结果导致了「第一次循环容量损失」 。这种现象在所有常见类型的锂离子电池中很普遍 。第一次循环容量损失真正重要的原因是用于形成 SEI 的锂成为了锂化正极材料的一部分 。因此电池在生命周期内总是带着一堆永远不会被使用的很重的正极材料 。因为它最初包含的一些锂在 SEI 中被束缚住了 。
解决方案似乎只需添加额外的锂来弥补用于形成 SEI 的缺口部分 。这似乎只是一个小问题 。添加的锂必须是锂金属 。或者将锂添加到负极的石墨中 。但在有溶剂的情况下 。锂金属和与混有锂金属的碳不能很好地彼此融合 。通常都伴随着烟雾、火苗和噪音等强烈反应 。因此 。第一次循环容量损失的问题一直没有得到很好的解决 。
但 Maxwell 的工艺不使用溶剂 。顺便提一下 。Maxwell 有一项待审专利 。专利内容正是用干法将锂金属添加到负极 。补偿第一次循环的容量损失......
添加额外的锂有两个好处 。首先 。少量添加的锂可以弥补在初始充电时形成 SEI 所消耗的锂 。从而减少第一次循环容量损失 。这就意味着更高的电池容量与能量密度 。
其次 。添加更多的锂可以补偿随着时间的推移而消耗掉的锂 。因为 SEI 会随着电荷循环以微小的速度继续增长 。因此 。添加一点锂可能意味着增加电池寿命 。
3. 结论
Maxwell 的超级电容本身似乎对特斯拉电池性能的提高暂时不会有立竿见影的作用 。但 Maxwell 用于制造超级电容器的专利工艺可以大大降低特斯拉或松下的电池制造成本 。此外 。由于这是一种干电极制造工艺 。可以添加额外的锂 。特斯拉/松下电池的容量和循环寿命都可能会提高 。
前段时间不断有些传闻说松下可能计划削减对 Giga 1 的资本支出 。有些人认为这是松下失去了对特斯拉销量信心的证据 。而通过这篇文章 。另一个更有趣的解释可能是 。松下认为现有工艺可能会因技术迭代即将过时 。继续投资会面临不小的风险 。因此可密切关注特斯拉与松下之间的关系动向 。
02
Roadster 2 如何达到较高速度?
最近 Elon 在接受电台采访时 。说到了 Roadster 2 可选装 SpaceX 套件 。并强调了车辆惊人的加速度 。那么 。以电机驱动的 Roadster 如何能达到较高速度呢?
有一些因素会决定你的最高速度 。一个是发动机最高转速和最低齿比 。其次是功率输出 。还有就是轮胎的设计 。
来看下车身的受力图 。发动机或电机有一个向前的力 。同时受到滚动阻力和空气阻力 。当这两种力相等 。且与发动机或电机的最大力相反时 。汽车会达到最大速度 。滚动阻力是轮胎接触面积的函数 。汽车质量在燃油车和电动车上应该没什么区别 。
布加迪 Chiron 大约是 4,400 磅 。特斯拉 LR 版的二代 Roadster 也差不多 。这两款车真正不同在于空气动力学 。Chiron 的风阻系数是 0.35、二代 Roadster 则为 0.22 。
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