เหตุใดเทสลาจึงยืนยันที่จะใช้โคบอลต์ลิเธียม

แบตเตอรี่ของเทสลาเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของรถยนต์ไฟฟ้า ถูกเยาะเย้ยถากถางในสมัยก่อน แม้กระทั่งหลังจากที่ขายชิ้นส่วนระเบิดไปแล้ว ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมหลายคนเรียกมันว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ล้าสมัยโดยมีเป้าหมายที่ไม่ชัดเจน ทั้งนี้เนื่องจากเทสลาเป็นบริษัทเดียวที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียม-โคบอลต์-ไอออน 18650 ซึ่งใช้กันทั่วไปในคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก และไม่หรูหราเท่ารถยนต์ไฟฟ้าและก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย ที่จริง?

ตามรายงาน ผลกระทบของแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้านั้นชัดเจนในแง่ของกำลังขับ เหล็กฟอสเฟตเป็นตัวเลือกแรกในตลาดในปัจจุบัน เช่น Chevrolet Volt, Nissan Leaf, BYD E6 และ FiskerKarma เนื่องจากความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และเวลาในการชาร์จ

เทสลาเป็นรถยนต์คันแรกที่ใช้แบตเตอรีลิเธียมโคบอลต์ไอออน

รถสปอร์ตและรุ่นต่างๆ ของ Tesla ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ 18650 เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต แบตเตอรี่นี้มีกระบวนการที่ซับซ้อนกว่า มีพลังงานสูง ความหนาแน่นของพลังงานสูง และมีความสม่ำเสมอสูง แต่มีปัจจัยด้านความปลอดภัยต่ำ ลักษณะทางเทอร์โมอิเล็กทริกต่ำ และมีราคาค่อนข้างสูง

ตามข้อมูลภายในของอุตสาหกรรม แรงดันไฟฟ้ามักจะต่ำกว่า 2.7V หรือสูงกว่า 3.3V เสมอ และอาการของความร้อนสูงเกินไปจะปรากฏขึ้น หากก้อนแบตเตอรี่มีขนาดใหญ่และการไล่ระดับอุณหภูมิไม่ได้รับการควบคุมอย่างดี อาจเกิดอันตรายจากไฟไหม้ได้ ไม่น่าแปลกใจที่ Tesla ถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าไม่น่าเชื่อถือในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ เนื่องจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่เน้นที่แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟ และการควบคุมความร้อนเป็นหลัก

อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหล็กฟอสเฟตถือว่าปลอดภัยกว่าและเชื่อถือได้มากกว่า แต่ก็ไม่พร้อมใช้งานเสมอไป ในกระบวนการเตรียมการ สามารถลดไอรอนออกไซด์เป็นธาตุเหล็กที่อุณหภูมิสูงได้ เตารีดธรรมดาจะทำให้แบตเตอรี่ลัดวงจรขนาดเล็กซึ่งมีข้อห้าม นอกจากนี้ ในทางปฏิบัติ การชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมโซเดียมฟอสเฟตมีความแตกต่างกันมาก ความสม่ำเสมอไม่ดี และความหนาแน่นของพลังงานต่ำ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่อ่อนไหวของรถยนต์ไฟฟ้า ตามรายงานการวิจัยล่าสุดโดย Haitong International Securities ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่เทสลา (170Wh/kg) นั้นประมาณสองเท่าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหล็กฟอสเฟตของ BYD

Ms. Whittingham จากมหาวิทยาลัยฮันติงตันในสหราชอาณาจักรได้พัฒนาแบตเตอรี่ 18650 สำหรับแล็ปท็อป ไฟฉาย และอุปกรณ์ดิจิทัลอื่นๆ ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 แต่เทสลาเป็นบริษัทแรกที่ใช้เส้นผ่านศูนย์กลาง 18 มม. และสูง 65 มม. ในรถยนต์ บริษัทแบตเตอรี่ลิเธียมทรงกระบอก

Kirt Kady ผู้อำนวยการฝ่ายเทคโนโลยีแบตเตอรี่ของ Tesla กล่าวในการสัมภาษณ์ก่อนหน้านี้ว่า Tesla ยังทำการทดสอบแบตเตอรี่ 300 ประเภทในตลาด รวมทั้งแบตเตอรี่แบบแบนและแบบเหลี่ยม แต่เลือก 18650 ของ Panasonic ในด้านหนึ่ง 18650 มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า มีเสถียรภาพและสม่ำเสมอมากขึ้น ในทางกลับกัน 18650 สามารถใช้เพื่อลดต้นทุนของระบบแบตเตอรี่ นอกจากนี้ แม้ว่ามาตรฐานของแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะเล็กมาก แต่พลังงานของแบตเตอรี่แต่ละก้อนสามารถควบคุมได้ภายในช่วงที่เล็ก แม้ว่าจะมีข้อบกพร่องในชุดแบตเตอรี่ แต่ผลกระทบของข้อบกพร่องจะลดลงเมื่อเทียบกับการใช้แบตเตอรี่มาตรฐานขนาดใหญ่ นอกจากนี้ จีนผลิตแบตเตอรี่ 18,650 ก้อนทุกปี และระดับความปลอดภัยกำลังดีขึ้น

แบตเตอรี่ลิเธียม NCR18650 เป็นแบตเตอรี่ความจุสูงที่มีแรงดันไฟฟ้า 3.6V เล็กน้อย ความจุขั้นต่ำที่ระบุคือ 2750 mA และขนาดส่วนประกอบ 45.5 ก. นอกจากนี้ ความหนาแน่นของพลังงานของ 18650 ที่ใช้ใน MODEL S รุ่นที่สองของ Tesla นั้นสูงกว่ารถสปอร์ตรุ่นก่อนถึง 30%

JBStraubel หัวหน้าเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของ Tesla กล่าวว่าตั้งแต่เปิดตัวรถสปอร์ต Model S ต้นทุนแบตเตอรี่ลดลงประมาณ 44% และจะลดลงอย่างต่อเนื่อง ในปี 2010 Panasonic บริจาคเงิน 30 ล้านดอลลาร์ให้กับ Tesla ในฐานะผู้ถือหุ้น ในปี 2011 ทั้งสองฝ่ายบรรลุข้อตกลงเชิงกลยุทธ์ในการจัดหาแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์เทสลาทั้งหมดภายในห้าปีข้างหน้า ปัจจุบันเทสลาคาดการณ์ว่า Panasonic 18650 จะถูกติดตั้งในรุ่น 80,000

แบตเตอรี่ลิเธียม 6831 ก้อนได้รับการกำหนดค่าใหม่อย่างน่าอัศจรรย์

เทสลาแก้ไขความเสี่ยงด้านความปลอดภัยของ 18650 อย่างไร อาวุธลับของมันอยู่ในระบบประมวลผลแบตเตอรี่ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาในการเชื่อมต่อแบตเตอรี่บรรจุพานาโซนิค 68312 18650 แอมป์แบบอนุกรมและขนานกัน

รถยนต์ไฟฟ้าต้องใช้แบตเตอรี่ 18,650 ก้อน ระบบแบตเตอรี่ของ Tesla Roadster ประกอบด้วยเซลล์แบตเตอรี่ขนาดเล็ก 6,831 เซลล์ และ Model s มีเซลล์แบตเตอรี่มากถึง 8,000 เซลล์ วิธีการวางและประกอบแบตเตอรี่ขนาดเล็กจำนวนมากเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง