近日，特斯拉公開專利，宣稱其電池使用壽命延長至160萬公里，收獲了一大波動(dòng)力電池行業(yè)人士的眼球。
據(jù)了解，該專利是特斯拉跟加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)合作開發(fā)的。通過使用新型電解質(zhì)添加劑，進(jìn)而起到延長鋰電池使用壽命。
這種新型電解質(zhì)添加劑大致是MDO和PDO，制備的鋰電池是NMC/石墨袋式電池，具有高溫存儲(chǔ)和長期循環(huán)性能。
具體過程是MDO和PDO在石墨電極表面上形成SEI層，制備出的電池性能優(yōu)于含VC的電池。
同時(shí)，在長期循環(huán)測試中，2%PDO / 1%DTD和2%PDO / 1%LFO制備的電池性能也優(yōu)于含VC的電池。
專利典型特點(diǎn)是，發(fā)明的電解質(zhì)添加劑(鋰鹽)與非水溶液結(jié)合時(shí)，能極大提高電池系統(tǒng)使用壽命和性能。
其電池組在1000次放電循環(huán)后，能保持95%壽命。對(duì)應(yīng)不含添加劑的鋰電池則只有25%壽命。隨后再經(jīng)過3000次放電循環(huán)，使用添加劑的電池還能保持90%壽命。
最早追溯，是2018年8月，特斯拉提交了名為《二惡唑酮和腈亞硫酸鹽作為鋰離子電池電解質(zhì)添加劑》的專利。
特斯拉還為此發(fā)表聲明稱：“電解質(zhì)添加劑方法是有效的，可以延長鋰離子電池的使用壽命和性能。近年來，大量研究已經(jīng)開發(fā)出這樣的電解質(zhì)添加劑，例如碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸氟乙烯(FEC)、丙二烯-l-3-磺內(nèi)酯(PES)、硫酸乙烯(DTD)以及二氟磷酸鋰(LFO)等。”
這表明，特斯拉在電解質(zhì)添加劑研究上，有很深的科研和技術(shù)投入。
一定程度上也說明，特斯拉雖然是造電動(dòng)車出身，但對(duì)動(dòng)力電池的性能開發(fā)，理解程度很深。
或許正是如此，特斯拉才能最大限度地開發(fā)車載電池組性能，讓Model S充滿電能行駛600公里、而對(duì)標(biāo)的保時(shí)捷Taycan只能行駛320公里。
另外從技術(shù)層面來看，特斯拉量產(chǎn)性能最好的車輛，電池使用壽命約80萬公里。現(xiàn)在專利實(shí)現(xiàn)160萬公里，壽命直接翻倍，技術(shù)上肯定有很明顯突破。
不過由于特斯拉公布專利時(shí)，未注明充放電倍率、充放電深度、環(huán)境嚴(yán)苛程度等詳細(xì)測試條件，技術(shù)實(shí)際效果不能簡單理解為從80萬公里到160萬公里的翻倍關(guān)系。
據(jù)業(yè)內(nèi)專業(yè)人士告知，特斯拉的電池實(shí)現(xiàn)160萬公里壽命是有先決條件的。
比如不同的充放電倍率，不同的充放電狀態(tài)，其電池壽命差別就很大。
再退一步說，按特斯拉的Model S充滿電600公里來算，該專利電池大約能實(shí)現(xiàn)2700次深度滿充滿放電循環(huán)。
與此對(duì)應(yīng)的國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)技術(shù)，一二線的高能量密度三元電池大約在1000次-1500次，三線的在1000以內(nèi)。
如果不是滿充滿放，據(jù)了解，在基于一個(gè)25℃環(huán)境，0.33C充電/1C放電的大條件下，充放電深度50%，荷電狀態(tài)從30%-80%，國內(nèi)一二線電池企業(yè)的電池循環(huán)次數(shù)可達(dá)近4000次。
因此特斯拉專利備受矚目的關(guān)鍵，還是其電池的一致性等品質(zhì)好，至少在車規(guī)級(jí)的道路上遙遙領(lǐng)先。
打個(gè)比方，特斯拉敢宣稱其汽車裝載的電池性能達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，并愿意簽署對(duì)應(yīng)合同。國內(nèi)企業(yè)，則一般不敢冒這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。
這不是說國內(nèi)電池技術(shù)方面落后，而是在生產(chǎn)過程中，由于設(shè)備智能制造、工藝和標(biāo)準(zhǔn)化程度不夠，出廠后的單體電池安全性無法實(shí)現(xiàn)PPM級(jí)別以上。
結(jié)果國內(nèi)企業(yè)在面對(duì)市場時(shí)，不敢大膽保證或承諾其產(chǎn)品能達(dá)到車規(guī)級(jí)，再加上相應(yīng)的法律約束，更害怕市場信譽(yù)受損，謹(jǐn)慎性非常高。
總而言之，特斯來的電解質(zhì)專利帶來的啟示至少有兩個(gè)。
第一電池性能的提升，完全可以從源頭尋求突破。
比如重視對(duì)電解質(zhì)、隔膜、正負(fù)極材料的研究和改進(jìn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電池性能的進(jìn)一步提高和突破。
第二打造車規(guī)級(jí)安全生產(chǎn)體系刻不容緩。
國內(nèi)電池企業(yè)要保證電池出廠后的品質(zhì)誤差極小，標(biāo)準(zhǔn)化程度極高，滿足終端消費(fèi)者對(duì)性能需求，對(duì)生產(chǎn)制造過程及質(zhì)量控制的關(guān)注必不可少。
