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來源: 澎湃新聞 當豐田高調宣布將要在2027年實現充電10分鐘續航1200公里的全固態電池量產裝車時，特斯拉卻默默在改進傳統的液態電解質鋰離子電池上下功夫。 據autoevolution網站報道，特斯拉一直支持的加拿大哈利法克斯達爾豪斯大學(Dalhousie University in Halifax)的一個電池研究實驗室，最新在單晶無鈷正極的鋰離子電池技術上取得了進展。 “特斯拉被認為是鋰離子電池技術最先進的公司之一。安裝在其車輛上的電池是市場上性能最好、最耐用的電池之一。很少有人知道，特斯拉在這一領域的許多技術成就都歸功于鋰離子電池開發的先驅杰夫·達恩(Jeff Dahn)。達恩現在領導著加拿大哈利法克斯達爾豪斯大學(Dalhousie University in Halifax)的一個電池研究實驗室，在20世紀70年代末開始研究鋰離子電池。”autoevolution網站介紹。2015年，達恩和團隊與特斯拉簽署了合作協議，自此以后保持著密切的關系。自2016年以來，特斯拉在達爾豪斯資助了幾項電池研究工作。特斯拉的鋰離子電池專利申請中，至少有六項將達恩和他的團隊成員列為共同發明人。 根據杰夫·達恩(Jeff Dahn)最新發表在《電化學學會雜志》( Journal of Electrochemical Society)上的一篇論文，杰夫·達恩和他的團隊正在研究一種獨特的不含鈷的單晶正極材料。在鎳鈷錳三元鋰離子電池中，單晶正極材料比多晶正極材料具有更長的生命周期。原因是多晶材料在多次循環后會產生顆粒微裂紋，這大大降低了電池的壽命。單晶材料即使在1000次循環后也很少出現微裂紋。 不過，單晶正極材料目前仍然非常昂貴，其大約占整個電池成本的76%，占電池組成本的55%，這使得其的商業應用存在嚴重障礙。于是，達恩和他的團隊提出了一個解決方案，通過從化學成分中去除昂貴的鈷元素來降低成本。 最終，團隊發明了一種不含鈷的單晶層狀氧化物正極材料，被稱為NM64，因為它含有60%的鎳和40%的錳。特斯拉現在使用的是鎳鈷錳811三元正極材料，將鎳含量從80%降低到60%可以進一步降低成本。 
有趣的是，單晶NM64正極材料是用一種簡單的全干法合成工藝生產的，不需要水，不需要中間化學品，產生的廢物很少。但這與特斯拉為4680電池開發的干電極工藝不同。據研究，該電池具有優異的高電壓穩定性，最高可達4.4伏。該研究還發現，在正極上添加0.3%的鎢涂層可以提高循環穩定性。
特斯拉的4680電池
材料的制作工藝流程 這種新的正極材料生產起來很簡單，目前的商業生產設施可以相對容易采用這種新的生產技術。這將減少制造正極材料所需的復雜性、成本和時間。 Autoevolution評論說，盡管目前全球的目光都被豐田汽車的全固態電池所吸引，但舊的液體電解質鋰離子電池仍有生命力。不過，在特斯拉電動汽車上看到這項技術可能還需要一段時間。 |
