Új Tesla akku: 1,6 millió kilométer és 20 éves élettartam

A Tesla akkumulátor-kutató partnere egy új akkumulátor cellát ismertető dokumentumot adott ki. A kutatások szerint az új cella lényegesen tartósabb, mint a jelenlegiek. A cella élettartama több mint 1,6 millió kilométert is elérhet, így különösen alkalmas lehet a Tesla által tervezett robotaxikba, mivel ezek az autók lényegesen több kilométert futnak majd élettartamuk során, mint egy átlagos autó. Elon Musk nyilatkozatai szerint a jelenleg gyártott Teslák hajtásrendszerét legalább egymillió mérföldre (1,6 millió kilométer) tervezik, de azt Musk sem tagadja, hogy az akkumulátorok élettartama ennél rövidebb lehet. A Model 3 esetében például az akkumulátor élettartama 480 000 és 800 000 kilométer között várható.

Úgy tűnik ez a jövőben megváltozhat, ugyanis Jeff Dahn laboratóriuma, ahol a Tesla számára fejlesztenek és kutatnak akkumulátorokat, lenyűgöző teszteredményeket hozott nyilvánosságra egy új akkumulátorcelláról. Az új generációs, jelenleg tesztelés alatt álló akkumulátor egy olyan lítium-ion akku, amely „egykristályos” NMC katóddal és egy új, fejlett elektrolittal rendelkezik. Dahn csapata széleskörű vizsgálatok végrehajtása után úgy véli, hogy az akkumulátor élettartama „több mint 1,6 millió kilométer” lehet egy elektromos autóban.

Jeff Dahn 2017-ben kötött 5 éves együttműködési megállapodást a Teslával

Dahn csapata így foglalta össze az eredményeket: „Egy olyan közepes energiasűrűségű lítium-ion tasakos cella széles körű tesztelési eredményeit mutatjuk be, ami a lítium-ion vagy egyéb kémiát fejlesztő kutatók és cégek számára egyaránt referenciaként szolgálhatnak. Az új eredmények jelentős mértékben meghaladják az eddigieket a cella károsodási mechanizmusok tekintetében. A modern Li-ion cellák esetében már ilyen jellemzőkkel kell számolnunk. Egyes vizsgálatoknál a tesztelés akár három évig is tartott. A tesztek között megtalálható hosszú távú töltés-merítés ciklus 20, 40 és 55°C hőmérsékleten, hosszú távú tárolás 20, 40 és 55°C-on, valamint a nagy pontosságú coulometriás vizsgálat 40°C hőmérsékleten. A LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2/grafit kémiával számos különböző elektrolitot megvizsgáltunk, köztük olyanokat is, amelyek gyors töltést tesznek lehetővé. A cellák károsodásának és az impedancia növekedésének okait többféle módszerrel vizsgáltuk. A tesztelések arra a megállapításra vezettek, hogy az ilyen típusú cellák várható élettartama legalább 1,6 millió kilométer (1 millió mérföld) egy elektromos járműben, és legalább 20 év egy hálózati energiatároló esetén.”

Hosszú távú ciklikus adatok az NMC/grafit cellák kezdeti kapacitása és az ekvivalens teljes ciklusok végrehajtása után százalékban. A kutatás során 4,3 V felső küszöbértéket tekintették 100%-nak. Ecker és munkatársai esetén a 100% töltöttségi szintet 4,2 V jelentette. A lila és a zöld értékeket kell összehasonlítani a fekete adatokkal. Alacsonyabb DOD ciklusra (azaz 25–75% SOC és 40–60% SOC) vonatkozó adatok az új celláról nem állnak rendelkezésre, de azok várhatóan jobb lesznek, mint a 0–100% DOD ciklus eredményei.

Tehát az új akkumulátorcellák várható élettartama két-háromszor hosszabb, mint a Tesla jelenlegi akkumulátorcellái. A cellákat különböző körülmények között és ciklusszámmal tesztelték. Az új cellákkal még 40°C hőmérsékleten is 4000 ciklusszámot értek el, így aktív hűtőrendszerrel, amit természetesen a Tesla akkumulátoraiban is alkalmaznak, több mint 6000 ciklus lehet az új cellák élettartama. A 6000 ciklus egyértelműen több mint 1,6 millió kilométer megtételéhez elegendő egy ma már lassan átlagos méretűnek tekinthető akkuval felszerelt autóban.

A korábbi akkumulátorok esetén azt tapasztaltuk, hogy ha nem töltik 100%-ra az akkumulátorokat, akkor hosszabb élettartam érhető el. A kiadott dokumentumban Jeff Dahn csapata hangsúlyozza, hogy a felhasználás körülményei a közeli jövőben várható robotaxi, távolsági szállítmányozást végző teherautó vagy busz jellegű alkalmazásnál megváltoznak.

„Korábban talán csak a taxikra volt jellemző a 100% DOD ciklus, de a robotaxik vagy a hosszú távú szállításra használt elektromos teherautók megjelenésével egyre gyakoribb lesz az ilyen használati mód. Nagy távolságra  szállítás esetén a kamionok szinte biztosan 100% DOD közelében fognak működni. Az elektromos hálózathoz csatlakoztatott járművek celláiban akkor is történik töltés-kisütés, amikor a jármű parkol. Egyértelmű tehát, hogy a V2G alkalmazások növekedésével, a robotaxik megjelenésével vagy a távolsági szállítmányozásban használt elektromos járművek számára olyan lítium-ion kémia lenne előnyös, amely egy évtized során lényegesen több töltés-kisütés ciklust képes elviselni, mint például egy átlagos ingázó autója, ahol az akkumulátor kapacitását esetleg egy-egy hétvégi hosszú utazáson használják ki teljesen, a mindennapokban nem. Az elektromos buszok szintén olyan alkalmazást jelentenek, ahol a napi üzemben a 100% DOD ciklus a jellemző.”

Talán már ez az újdonság az oka annak, hogy a Tesla a saját akkumulátor cella gyártás beindításához kezdett munkaerőt toborozni?

Aki további részletekre kíváncsi, elolvashatja a Jeff Dahn csapata által kiadott teljes dokumentumot:

Tesla ajánlói program: ha szerkesztőségünk tagjait is szeretnétek támogatni, miközben 180.000 forintos kedvezménnyel vásároltok új Teslát, Balázs, Tibor vagy Szöcske ajánlói linkjéről kezdeményezhetitek a vásárlást.

Szűcs Gábor

2017 óta aktív villanyautós, a Villanyautósok Közösségének oszlopos tagja, a miskolci találkozók szervezője. Környezettudatos családapaként nem csak az autó üzemanyagát, de a háztartás fogyasztását is igyekszik otthon, a háztetőn (áram) és a kertben (zöldség, gyümölcs) megtermelni. Mert nem mindegy, hogy mit eszünk meg és milyen levegőt szívunk be.