우리는 테슬라가 음극 재료에 글을 쓰고 단결정 기술을 사용할 것이라고 추측했습니다. 마이너스 소재에 맥스웰 건전극 기술+예비 리튬화를 사용하거나 전해질에 새로운 첨가제를 첨가할 수도 있다. 그 결과 테슬라의 나노 물질 예고는 우리에게 배터리 기술의 킬러가 있다는 것을 알려준다! 。
사실, 테슬라와 협력한 Amprius 는 이미 작년부터 이 신형 배터리를 가동했다. 제파 드론은 실리콘 나노선 배터리를 장착한 뒤 성층권에서 25 일 이상 비행했다.
이 회사도 재미있어서 지금은 테슬라와 몰래 소니쳤다. Amprius 가 테슬라와 비밀스러운 곳으로 이사온 것을 보여 줍니까? 테라? 배터리 공장은 이웃이 되었고 테슬라 배터리의 날도 이곳에서 열릴 것이다. 네, 먼저 달을 받는 것이 정말 우세합니다. 맥스웰이 어쩔 수 없이 조금 뒤로 물러나야 하는 것도 당연하다.
반면에, 이른바 실리콘 나노선 배터리는 무엇입니까? 문장, 실리콘/나노선에 주의하세요. 사실, 이 배터리는 본질적으로 기존의 리튬 이온 배터리의 음극 재료 흑연을 실리콘 나노선으로 대체했다.
그럼 왜 보통 실리콘을 쓰지 않을까요? 실리콘은 환경 친화적이고 자원이 풍부하며, 작동 전압은 흑연에 가깝고, 이론비 용량은 4200mAh/g 에 이르며, 현재 합금 음극 재료 중 가장 높다. 실리콘은 싸고 평범하다. 향기롭지 않나요?
물론-쓸모가 없습니다. 순환 과정에서 실리콘의 부피가 심각하게 변할 수 있다. 리튬 이온 배터리의 용량은 양극 재료에 내장할 수 있는 리튬 이온의 수와 관련이 있다. 리튬 이온이 많을수록 배터리 용량이 커집니다. 충전 공정은 리튬 이온 임베딩 공정이며, 실리콘 소재는 그에 따라 팽창한다. 배터리가 방전될 때 리튬 이온은 실리콘 재료에서 추출된다.
실리콘의 주요 문제는 리튬이 삽입될 때 부피가 원래 사이즈보다 400% 가까이 팽창했다는 것이다. 실리콘을 음극으로 한 배터리는 이전 배터리에 비해 팽창한 후 4 배로 팽창할 수 있다. 따라서 리튬을 제거한 후 실리콘을 원래 형태로 되돌리기가 어렵다.
볼륨 팽창은 실리콘 재질에 추가 응력을 가하여 재질이 손상되고 파열될 수 있습니다. 이 과정은 소위 전극 분화이다. 일반적으로 전극의 주관적인 대항이 그것을 팽창시키는 과정이다. 결과적으로 배터리가 고장났습니다. 분쇄 과정에서 깨진 실리콘 소재가 전극에서 떨어져 배터리 순환 안정성이 떨어지고 배터리 용량이 급격히 떨어진다. 실리콘은 반응 용기로 볼 수 있다. 반응 용기가 없으면 배터리가 제대로 반응하지 않습니다.
이 실리콘 나노선은 폭이 약 10 nm 인 길이가 무제한인 재질을 가리키며 실리콘 나노밴드로 상상할 수 있습니다. 이것은 새로운 1 차원 반도체 나노 물질로, 커널은 단결정 실리콘이고, 외부는 이산화 실리콘이다.
특허를 조회하면 Amprius 의 실리콘 나노선 제작 과정을 알 수 있습니다. 실리콘 나노 구조 템플릿을 이용하여 PECVD 공정이나 열 CVD 방법을 사용하여 전도성 라이닝에서 실리콘 나노선을 직접 성장시킵니다. 나노선은 핵껍질 구조를 가지고 있으며, 이 제비 방법은 실리콘 나노선에 다른 물질을 합성하거나 섞어서 전도성과 강도를 높이는 데도 적용된다.
실리콘 나노선은 측면 팽창을 통해 응력을 잘 풀어 나노 와이어의 균열이나 손상을 일으키지 않아 전극 가루화를 방지합니다. 실리콘 나노선 사이에는 일정한 간격이 있고, 부피가 팽창할 때도 일정한 공간이 있어서 서로 압착되지 않는다.
또한, 집전기에서 나노선의 직접 성장은 나노선과 기판 사이의 물리적, 전기적 접촉을 증가시킬 수 있다. 일반적으로 전극 재료는 접착제를 통해 전극에 붙어 있어 전극에서 실리콘을 "성장" 하는 것과 같으며, 각 나노선에 있는 전자는 외부 회로로 잘 전달될 수 있다. 나노선의 전도성은 도핑, 합금화, 핵껍질 재료 등 다양한 방식으로 다른 재료와 배합하여 향상될 수 있기 때문에 실리콘 나노선의 전도성은 걱정할 필요가 없다.
지금까지 실리콘 나노선은 이렇게 많은 장점을 가지고 있지만, 나는 테슬라가 이런 실리콘 나노선 배터리를 사용할 수 있을 것이라고 주장하지만, 우리는 용량 증가를 모두 이 덕분으로 돌릴 수는 없다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 남녀명언) 왜요
원가상으로 볼 때 실리콘의 매장량은 크고 비용은 낮지만, 상술한 제비 공정의 비용은 결코 낮지 않다. 위에서 언급한 나노화와 화학기상침착물 (CVD) 은 모두 실리콘 나노선 음극의 비용을 무형적으로 증가시켰다.
이 공예는 고에너지 공예로 가공난도와 제조 비용이 모두 인조 흑연보다 높다. 만약 정말로 양산하면, 비용은 받아들일 수 없다. 새로운 에너지 자동차의 배터리는 우주 분야와는 달리 양산해야 하지만, 우주 재료가 수백 억 원을 마음대로 태우는 것은 정상적인 일이다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 에너지명언) 원가를 낮출 수 없다면, 결국 소비자에게 전가될 것이다.
성능면에서 Amprius 의 특허에 따르면 실리콘 나노선은 1.80 회 순환 후에도 에너지 밀도가 여전히 1.000 mAh/g 에 도달할 수 있지만 배터리에 통합된 것은 음극재료만 있는 것은 아니다. 양극에 전해질을 더한 실리콘 나노선 배터리의 최대 용량과 순환 성능은 어떻습니까? 비용이 이 정도의 상승에 비례하는지 여부는 양산 이후에야 알 수 있다.
또 다른 중요한 문제는 순수 전기 자동차 배터리 용량의 상한선을 제한하는 것은 음극 재료가 아니라 음극 재료라는 점이다. NCM523 에서 NCM622, NCM8 1 1 에 이르기까지 배터리의 발전 추세는 배터리에서 니켈의 비율을 높이는 것이다. 올해 큰불이 난 인산 철리튬 블레이드 배터리도 모듈 수준에서 업그레이드했을 뿐이다.
음극소재는 아직 끝나지 않았지만 그동안 광기신에너지도 그라핀을 음극으로 선전했지만, 지금까지도 더 많은 정보를 공개하지 않았지만, 각 주요 업체들은 음극을 개선하여 배터리 용량을 늘릴 수 있을 만큼 어리석었다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 음극명언)
음극용량은 배터리보다 용량에 대한 기여도가 생각보다 훨씬 크지 않다. 흑연 이론 용량 372mAh/g, 테슬라 모델? 3 도핑 10% 실리콘 기반 소재의 흑연 양극의 용량은 약 550 mAh/g .. 모델은요? 3 의 항속 마일리지가 눈에 띄게 향상되었습니까?
테슬라의' 찌꺼기남' 태도는 인정하지 않고, 부인하지 않고, 나도 몰라, 내가 Amprius 와 합작하여 실리콘 나노선 기술을 사용했다는 것을 암시할 수 있지만, 내가 인정하지 않는 한, 너는 9 월 22 일 전지일을 기다려야 어떻게 된 일인지 알 수 있다. 우리는 무엇을 할 수 있습니까? 그럼 머스크 발표까지 기다리세요.
이 글은 자동차 작가 자동차의 집에서 온 것으로, 자동차의 집 입장을 대표하지 않는다.