QuantumScape lieferte Festkörperdaten. 4 C aufladen, 25 C standhalten, 0-> 80%. in 15 Minuten

QuantumScape, ein Startup zur Entwicklung von Festelektrolytzellen, prahlte mit den Parametern seiner Zellen. Ihre Fähigkeiten sind beeindruckend: Sie ermöglichen das Laden bei 4 °C, halten bis zu 25 °C aus, bieten Energiedichten im Bereich von 0,3-0,4 kWh/kg und um 1 kWh/l. JB Straubel, Mitgründer von Tesla, sieht darin einen Durchbruch.

QuantumScape-Festkörperzellen in Volkswagen-Fahrzeugen nach ca. 5 Jahren?

Inhaltsverzeichnis

• QuantumScape-Festkörperzellen in Volkswagen-Fahrzeugen nach ca. 5 Jahren?
  • Laden bei 4 C ohne Derating
  • Über 800 Arbeitszyklen mit ~ 10 % Degradation
  • Immerhin Verbindungen zu Flugzeugen?
  • Cons

QuantumScape ist in der Vergangenheit gleich zweimal berühmt geworden: Einmal, als Volkswagen Hauptaktionär des Unternehmens wurde, und zum zweiten Mal, als JB Straubel, Mitgründer von Tesla, Mitglied des Aufsichtsrats wurde. Nun ist es zum dritten Mal laut geworden: Das Unternehmen hat die Ergebnisse seiner Recherche veröffentlicht. Sie beeindrucken aus mehreren Gründen: Es wird eine normalgroße Zelle gezeigt, die bei normaler Temperatur (30 Grad Celsius) funktionierte, und die Ergebnisse sind reproduzierbar.

Der QuantumScape Ceramic Cage ist eine flexible Platte in der Größe einer Spielkarte. In der oberen rechten Ecke sehen Sie den Präsidenten des Unternehmens, Jagdeep Singh (c) QuantumScape.

Worüber reden wir? QuantumScape-Zellen sind Lithiumzellen, die einen Festelektrolyten anstelle eines Flüssigelektrolyten ohne separate Anode verwenden. Ihre Anode besteht beim Laden aus Lithium-Ionen (Li-Metall). Wenn die Zelle entladen wird, gehen Lithiumionen zur Kathode, die Anode hört auf zu existieren.

Strukturdiagramm einer modernen Lithium-Ionen-Zelle (links) und einer QuantumScape-Zelle. In der klassischen Zelle von oben kommend haben wir eine Elektrode, eine Graphit-/Siliziumanode, eine poröse Membran, eine Lithiumquellenkathode und eine Elektrode. All dies wird in einen Elektrolyten getaucht, der den Fluss (c) der QuantumScape-Ionen erleichtert.

Laden bei 4 C ohne Derating

Ein wichtiger Fortschritt ist die Möglichkeit, QuantumScape-Zellen bis zu 4 °C aufzuladen, ohne sie zu zerstören. Es findet keine Degradation statt, da der Keramikelektrolyt den Fluss von Lithiumionen zulässt, aber keine Lithiumdendriten wachsen lässt. 4 C bedeutet, dass wir mit einer 60 kWh Batterie eine Ladeleistung von 240 kW erreichen, bei 80 kWh schon 320 kW usw.. Gleichzeitig werden wir in 80 Minuten bis zu 15 Prozent aufladen, sodass die durchschnittliche Ladeleistung nicht viel niedriger als die maximale sein wird - sie beträgt 192 bzw. 256 kW.

Solche Befugnisse werden zu Auffüllen der Reichweite bei einer Geschwindigkeit von +1 200 km/h, d.h. +20 km / min... Ein 300-minütiger Stopp zum Strecken der Knochen und einer Toilette bringt Ihnen rund 200 Kilometer oder über XNUMX Kilometer Autobahn.

Interessant ist auch die Möglichkeit einer deutlichen „Anpassung“ der Zellen. Das Unternehmen rühmte sich mit Tests bis 25 °C. Angenommen, wir verwenden "nur" 20 °C, ein Auto mit 60 kWh Batterie hält 1,2 MW Schüsse aus!

Über 800 Arbeitszyklen mit ~ 10 % Degradation

Ein weiterer großer Vorteil der QuantumScape-Zellen ist ihre hohe Zyklenzahl. Sie erreichen locker die geschätzten 800 Zyklen (Arbeit = volles Laden und Entladen) bei 1°C und versprechen noch mehr Langlebigkeit bei geringerer Leistung – und letztere findet man in Elektrofahrzeugen.

Es mag scheinen, dass 800 Arbeitszyklen nicht viel sind, aber wenn wir diesen Wert auf die Maschine setzen, erhalten wir große Zahlen. Nehmen wir an, wir haben QuantumScape-Zellen zu einer 60-kWh-Batterie zusammengebaut. Mit dieser Kapazität können Sie problemlos mehr als 300 Kilometer fahren. 800 Arbeitszyklen sind eine Laufleistung von mindestens 240 Kilometern (Diagramm oben).

Bei einer solchen Laufleistung behalten die Elemente immer noch etwa 90 Prozent ihrer Kapazität, sodass Sie nicht mehr als 300 Kilometer fahren können, aber nur 300 Kilometer ohne Nachladen! Wenn sich der lineare Abbau fortsetzt, von dem wir noch nichts wissen, werden wir bei 480 80 Kilometern etwa XNUMX Prozent der Leistung erreichen und so weiter.

Wir fügen hinzu, dass heute das Signal für den Austausch oder die Reparatur einer Batterie eine Kapazität von etwa 65-70 Prozent der ursprünglichen Kapazität ist.

Immerhin Verbindungen zu Flugzeugen?

JB Straubel, Mitbegründer von Tesla und jetzt Mitglied des QuantumScape-Vorstands, sieht die Leistung des Unternehmens als Durchbruch.... Er betont, dass solche plötzlichen Stromstöße nicht sehr häufig sind, und Tesla habe Fortschritte in den letzten Jahren im einstelligen Prozentbereich gemessen. Präsentationen anderer Startups konzentrierten sich in der Regel auf ausgewählte Parameter und ließen andere aus, während QuantumScape eine Reihe von Messungen sowohl in Bezug auf Haltbarkeit als auch Belastung und Ausdauer zeigte.

Seiner Meinung nach könnten die neuen Elemente die Schaffung von Elektroflugzeugen mit den uns vertrauten Reichweiten ermöglichen.

Cons

Keines der Bilder zeigt geladene QuantumScape-Zellen. Der Animation nach zu urteilen, sind sie sehr geschwollen. Der Unterschied scheint mindestens 2-3 mal größer zu sein als bei Lithium-Ionen-Zellen mit graphitbasierten Anoden, was bei der Herstellung von Batterien mit hoher Kapazität eine Einschränkung darstellen kann.

Sehenswert (knapp 1,5 Stunden Material):

Eröffnungsfoto: QuantumScape (c) Aussehen von QuantumScape-Zellen

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