特斯拉新电池能用100年？暂时不会量产，或更适合储能

5月30日消息，特斯拉高级电池研究团队与达尔豪斯大学(Dalhousie University)Jeff Dahn的电池实验室合作，开发了一种使用寿命非常长的新型镍基电池。

Dahn及其团队在《电化学学会杂志》上发表的一篇论文显示，这种新型镍基电池如果保持在25摄氏度，即可使用100年。

据悉，这种新型电池具有很多优势，可与LFP(磷酸铁锂电池)的耐用性竞争，同时能量密度甚至能够比其他镍基电池的更高。

与一般动力电池相比，更高能量密度的电池占车辆的空间更少，能使车行驶更远里程。

在电动汽车领域，特斯拉一直都被当作风向标。这背后除了其惊人的销量表现，还因为特斯拉在动力电池等汽车的关键部分居于行业领先地位，此次特斯拉的研究人员制成了可使用100年的动力电池，可以说是一个很大的技术突破。

一、电池近2000次充放电循环无衰减 使用寿命可达100年

Jeff Dahn是加拿大名校达尔豪斯大学的教授，自2016年以来一直是特斯拉的研究合作伙伴，其研究方向是提高锂离子电池的能量密度和寿命，以及降低其成本;Dahn被认为是锂离子电池的先驱之一。

此前，Dahn曾宣布过要开发出“百万英里的电池”，并且自2017年10月以来一直根据他调整后的化学成分测试电池。

近日，Dahn与其团队在《电化学学会杂志》上发表的一篇论文，其论文内容显示，Dahn及其团队调整了NMC电池的成分，电池在室温下(25摄氏度)连续充放电循环4.5年后，研究人员发现电池只有5%的衰减，这意味着电池能为电动汽车提供400万英里(约643.7万公里)的里程，同时可使用寿命能达到100年。

该团队改造了常规NMC 532电池，将电池从多晶阴极转换为单晶阴极，在充放电循环期间不会迅速分解，此外，新电池经过优化，可在3.8V的电压下运行，而其他三元锂电池则使用4.2V或更高电压，较低的电压大大延长了电池的寿命。

经过实验，该团队发现改造后的NMC 532电池在近2000次充放电循环后没有显示容量损失，其论文结论推断新型NMC 532电池的的使用寿命为100年。

▲图中的橙色菱形表明NMC 532化学成分未显示容量降低(经过2000次循环放电)。

Dahn在结论中指出，在等效电池电位下，NMC 532电池没有同传统NMC电池一样含有大量石墨，在平衡低电压运行，电压循环至3.65V和3.8V。

在设定的所有循环温度下，低电压NMC 532与LFP电池和NMC 532电池相比，电池的容量保持能力更强，且工作电压最高可达4.2V。

Dahn还在论文中将三元锂电池(NMC 532)与LFP电池进行了对比，后者是特斯拉目前在上海工厂制造的标准续航版Model 3所采用的电池。

虽然LFP电池的能量密度低于三元锂电池，但其成本更低、更耐用、稳定性好也更安全;此外磷酸铁锂电池可以持续高达12000次充放电循环，使用寿命长。因此，有越来越多的电动汽车都开始选择LFP电池。

论文中的测试结果显示，低电压NMC 532电池的寿命和体积能量密度超过了LFP电池。

此外，Dahn也使用了NMC 532电池与LG化学目前使用的NMC 811电池化学物质形成对比;NMC 532电池中镍、锰和钴阴极成分比例为5：3：2，而LG化学NMC 811电池的阴极中含有8份镍，1份锰和1份钴。

去年，特斯拉Model Y由原来的NMC 811电池换装LG化学的NCMA电池;NMCA阴极含镍90%，其他10%的物质为钴、锰和铝，因此也被称为“高镍”电池，与LFP或NMC 811相比，这些产品价格昂贵，但能量密度更高。

而Dahn团队研发的电池能很好的结合以上几种电池的优势，能量密度更高，电池的使用寿命也更长。

二、2016年正式与特斯拉合作 新电池暂时不会量产

2015年6月，特斯拉与加拿大达尔豪斯大学就电池技术研究签署了初步的合作协议，当时，特斯拉方面将这种合作关系描述为，“Jeff Dahn正在帮助开发具有更长寿命、更高能量密度和更低成本的锂离子电池，这种合作是‘天作之合’。”

2016年，双方合作正式开始推进，Jeff Dahn的电池研究团队也与特斯拉达成了独家研究合作伙伴关系。

据外媒CleanTechnica报道，特斯拉可能不会把这种新电池投入量产。研究人员表示，电池物质配比相较于LFP电池成本更高，并且可能不具备电动汽车所需的功率特性，但非常适合长期储能。

值得注意的是，特斯拉本身也有太阳能储能业务，在特斯拉的2021年影响力报告中，特斯拉表示计划到2030年完成1500 GWh储能系统部署目标，助力全球向可持续能源加速转型。

而特斯拉与Dahn团队研发的新型电池，具备长期储能的特性，或许也将应用于特斯拉的储能产品中去。

▲NMC电池与LFP电池化学成分对比

虽然双方研究的成果是否会量产还有待观望，但合作成果已经凸显。

特斯拉最近与Dahn团队续签了合同，合作关系延长至2026年。值得注意的是，去年加拿大达尔豪斯大学宣布两位科学家杨崇银(Chongyin Yang)、Michael Metzger被任命为达尔豪斯大学的研究主席，两位科学家将加入学校与特斯拉有关于动力电池的独家合作，成为新的合作伙伴。

杨崇银现任特斯拉加拿大研究部主席，由杨崇银带领的研究小组专注研发可应用于先进锂离子电池的高性能材料。

Michael Metzger致力于开发研究先进锂离子电池、锂金属电池、脱盐电池性能及寿命的新方法，以获得有关新的电极材料和新的电解质的基础知识。

结语：超高寿命电池为电动化带来更大发展

Dahn一直在测试的NMC 532电池有望实现电池技术的又一次飞跃。

但是电动汽车真的需要使用寿命高达100年的电池吗?一辆电动汽车需要400万英里(约643.7万公里)的行驶寿命吗?现在来看，答案一定是否定的。从公开数据来看，美国的平均车龄为12年。每年行驶1.4万英里(约2.3万公里)，美国汽车的平均终生行驶里程为16.8万英里(约27万公里)，而在欧洲则要少得多。

因此实际上，新型电池能够支持超长的行驶里程，最明显的优势是提高电池的充放电效率，或许也将作为一种储能产品推出。

特斯拉的使命就是加速世界向可持续性能源转型，随着电池新技术的不断发展，特斯拉的太阳能项目也有了一种高储能的方式。

同时另一方面，随着电池技术的迅速发展，动力电池的续航和寿命大大提升，电动汽车发展的大势已不可逆，未来随着电池技术的进一步发展，燃油车的补能优势将不复存在，全面的电动化将快速到来。