لماذا تصر تسلا على استخدام الليثيوم الكوبالت؟

تعد بطارية Tesla أحد المكونات الأساسية للسيارات الكهربائية. لقد تم الاستهزاء بها والتشهير بها في الأيام الأولى. حتى بعد بيع الأجزاء المتفجرة ، وصفها العديد من خبراء الصناعة بأنها تقنية بطاريات قديمة ذات أهداف غير واضحة. هذا لأن تسلا هي الشركة الوحيدة التي تستخدم 18650 بطاريات ليثيوم-كوبالت أيون ، والتي تُستخدم تقليديًا في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وليست أنيقة مثل السيارات الكهربائية وتشكل مخاطر على السلامة. هل هذا صحيح؟

وفقًا للتقرير ، فإن تأثير البطاريات على السيارات الكهربائية واضح من حيث إنتاج الطاقة. يعتبر فوسفات الحديد حاليًا الخيار الأول في السوق ، مثل شيفروليه فولت ونيسان ليف و BYD E6 و FiskerKarma ، نظرًا لموثوقيتها وأمانها وأوقات الشحن.

تسلا هي أول سيارة تستخدم بطاريات الليثيوم أيون الكوبالت

يتم تشغيل سيارات ونماذج تسلا الرياضية بواسطة 18650 بطارية ليثيوم أكسيد الكوبالت. بالمقارنة مع بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ، تتميز هذه البطارية بعملية أكثر تعقيدًا ، وطاقة عالية ، وكثافة طاقة عالية ، واتساق عالي ، ولكنها تتميز بعامل أمان منخفض ، وخصائص كهروحرارية رديئة ، وتكلفة عالية نسبيًا.

وفقًا لمطلعين في الصناعة ، يكون الجهد دائمًا أقل من 2.7 فولت أو أعلى من 3.3 فولت ، وستظهر أعراض ارتفاع درجة الحرارة. إذا كانت حزمة البطارية كبيرة ولم يتم التحكم في تدرج درجة الحرارة جيدًا ، فهناك خطر نشوب حريق. لا عجب أن تم انتقاد تسلا لكونها غير موثوقة في تكنولوجيا البطاريات ، لأن تكنولوجيا البطاريات تركز بشكل أساسي على التحكم في الجهد والتيار والتحكم الحراري.

ومع ذلك ، من الناحية العملية ، تعتبر بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم أيون أكثر أمانًا وموثوقية ، ولكنها ليست متوفرة دائمًا. في عملية التحضير ، يمكن اختزال أكسيد الحديد إلى عنصر الحديد عند درجات حرارة عالية. سوف يتسبب الحديد البسيط في حدوث ماس كهربائي صغير للبطارية ، وهو بطلان. بالإضافة إلى ذلك ، من الناحية العملية ، فإن منحنيات الشحن والتفريغ لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم مختلفة تمامًا ، والاتساق ضعيف ، وكثافة الطاقة منخفضة ، مما يؤثر بشكل مباشر على عمر البطارية الحساس للسيارات الكهربائية. وفقًا لتقرير بحثي حديث صادر عن شركة هايتونج إنترناشونال سيكيوريتيز ، فإن كثافة الطاقة لبطاريات تسلا (170 وات / كجم) تبلغ تقريبًا ضعف تلك الموجودة في بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم التابعة لشركة BYD.

طورت السيدة ويتنغهام من جامعة هنتنغتون في المملكة المتحدة 18650 بطارية لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والمصابيح اليدوية والأجهزة الرقمية الأخرى في وقت مبكر من السبعينيات ، ولكن Tesla كانت أول شركة تستخدم قطر 1970 ملم وارتفاع 18 ملم في السيارة. شركة بطاريات الليثيوم الاسطوانية.

قال مدير تكنولوجيا البطاريات في Tesla ، Kirt Kady ، في مقابلة سابقة أن Tesla اختبرت أيضًا 300 نوع مختلف من البطاريات في السوق ، بما في ذلك البطاريات المسطحة والبطاريات المربعة ، لكنها اختارت Panasonic’s 18650. من ناحية ، يحتوي 18650 على كثافة طاقة أعلى ، أكثر استقرارًا واتساقًا. من ناحية أخرى ، يمكن استخدام 18650 لتقليل تكلفة أنظمة البطاريات. بالإضافة إلى ذلك ، على الرغم من أن معيار كل بطارية صغير جدًا ، يمكن التحكم في طاقة كل بطارية ضمن نطاق صغير. حتى في حالة وجود عيب في حزمة البطارية ، يمكن تقليل تأثير العيب مقارنة باستخدام بطارية قياسية كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، تنتج الصين 18,650 بطارية كل عام ، ومستوى السلامة آخذ في التحسن.

بطارية الليثيوم NCR18650 عبارة عن بطارية عالية السعة بجهد اسمي يبلغ 3.6 فولت ، وسعة دنيا اسمية تبلغ 2750 مللي أمبير ، وحجم مكون يبلغ 45.5 جرامًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كثافة الطاقة لـ 18650 المستخدمة في الجيل الثاني من طراز MODEL S من تسلا أعلى بنسبة 30٪ من تلك الموجودة في السيارة الرياضية السابقة.

قال JBStraubel ، كبير مسؤولي التكنولوجيا في Tesla ، إنه منذ إطلاق السيارة الرياضية طراز S ، انخفضت تكاليف البطارية بنحو 44٪ وستستمر في الانخفاض. في عام 2010 ، ساهمت باناسونيك بمبلغ 30 مليون دولار لشركة Tesla كمساهم. في عام 2011 ، توصل الطرفان إلى اتفاق استراتيجي لتوفير بطاريات لجميع سيارات تسلا في السنوات الخمس المقبلة. تقدر Tesla حاليًا أنه سيتم تثبيت Panasonic 18650 في 80,000 طراز.

تم إعادة تشكيل 6831 من بطاريات الليثيوم بأعجوبة

كيف تحل تسلا 18650 مخاطر السلامة؟ يكمن سلاحها السري في نظام معالجة البطاريات ، والذي يوفر حلاً لتوصيل 68312 أمبير بطاريات باناسونيك 18650 المعبأة في سلسلة ومتوازية.

تتطلب السيارة الكهربائية 18,650 بطارية. يحتوي نظام البطاريات في Tesla Roadster على 6,831 خلية بطارية صغيرة ، ويحتوي الطراز s على ما يصل إلى 8,000 خلية بطارية. إن كيفية وضع هذه الأعداد الكبيرة من البطاريات الصغيرة وتجميعها مهمة بشكل خاص.