5月30日消息，特斯拉高級電池研究團隊與達爾豪斯大學(Dalhousie University)Jeff Dahn的電池實驗室合作，開發了一種使用壽命非常長的新型鎳基電池。

Dahn及其團隊在《電化學學會雜志》上發表的一篇論文顯示，這種新型鎳基電池如果保持在25攝氏度，即可使用100年。

據悉，這種新型電池具有很多優勢，可與LFP(磷酸鐵鋰電池)的耐用性競爭，同時能量密度甚至能夠比其他鎳基電池的更高。

與一般動力電池相比，更高能量密度的電池占車輛的空間更少，能使車行駛更遠里程。

在電動汽車領域，特斯拉一直都被當作風向標。這背后除了其驚人的銷量表現，還因為特斯拉在動力電池等汽車的關鍵部分居于行業領先地位，此次特斯拉的研究人員制成了可使用100年的動力電池，可以說是一個很大的技術突破。

一、電池近2000次充放電循環無衰減 使用壽命可達100年

Jeff Dahn是加拿大名校達爾豪斯大學的教授，自2016年以來一直是特斯拉的研究合作伙伴，其研究方向是提高鋰離子電池的能量密度和壽命，以及降低其成本;Dahn被認為是鋰離子電池的先驅之一。

此前，Dahn曾宣布過要開發出“百萬英里的電池”，并且自2017年10月以來一直根據他調整后的化學成分測試電池。

近日，Dahn與其團隊在《電化學學會雜志》上發表的一篇論文，其論文內容顯示，Dahn及其團隊調整了NMC電池的成分，電池在室溫下(25攝氏度)連續充放電循環4.5年后，研究人員發現電池只有5%的衰減，這意味著電池能為電動汽車提供400萬英里(約643.7萬公里)的里程，同時可使用壽命能達到100年。

該團隊改造了常規NMC 532電池，將電池從多晶陰極轉換為單晶陰極，在充放電循環期間不會迅速分解，此外，新電池經過優化，可在3.8V的電壓下運行，而其他三元鋰電池則使用4.2V或更高電壓，較低的電壓大大延長了電池的壽命。

經過實驗，該團隊發現改造后的NMC 532電池在近2000次充放電循環后沒有顯示容量損失，其論文結論推斷新型NMC 532電池的的使用壽命為100年。

▲圖中的橙色菱形表明NMC 532化學成分未顯示容量降低(經過2000次循環放電)。

Dahn在結論中指出，在等效電池電位下，NMC 532電池沒有同傳統NMC電池一樣含有大量石墨，在平衡低電壓運行，電壓循環至3.65V和3.8V。

在設定的所有循環溫度下，低電壓NMC 532與LFP電池和NMC 532電池相比，電池的容量保持能力更強，且工作電壓最高可達4.2V。

Dahn還在論文中將三元鋰電池(NMC 532)與LFP電池進行了對比，后者是特斯拉目前在上海工廠制造的標準續航版Model 3所采用的電池。

雖然LFP電池的能量密度低于三元鋰電池，但其成本更低、更耐用、穩定性好也更安全;此外磷酸鐵鋰電池可以持續高達12000次充放電循環，使用壽命長。因此，有越來越多的電動汽車都開始選擇LFP電池。

論文中的測試結果顯示，低電壓NMC 532電池的壽命和體積能量密度超過了LFP電池。

此外，Dahn也使用了NMC 532電池與LG化學目前使用的NMC 811電池化學物質形成對比;NMC 532電池中鎳、錳和鈷陰極成分比例為5：3：2，而LG化學NMC 811電池的陰極中含有8份鎳，1份錳和1份鈷。

去年，特斯拉Model Y由原來的NMC 811電池換裝LG化學的NCMA電池;NMCA陰極含鎳90%，其他10%的物質為鈷、錳和鋁，因此也被稱為“高鎳”電池，與LFP或NMC 811相比，這些產品價格昂貴，但能量密度更高。

而Dahn團隊研發的電池能很好的結合以上幾種電池的優勢，能量密度更高，電池的使用壽命也更長。

二、2016年正式與特斯拉合作 新電池暫時不會量產

2015年6月，特斯拉與加拿大達爾豪斯大學就電池技術研究簽署了初步的合作協議，當時，特斯拉方面將這種合作關系描述為，“Jeff Dahn正在幫助開發具有更長壽命、更高能量密度和更低成本的鋰離子電池，這種合作是‘天作之合’。”

2016年，雙方合作正式開始推進，Jeff Dahn的電池研究團隊也與特斯拉達成了獨家研究合作伙伴關系。

據外媒CleanTechnica報道，特斯拉可能不會把這種新電池投入量產。研究人員表示，電池物質配比相較于LFP電池成本更高，并且可能不具備電動汽車所需的功率特性，但非常適合長期儲能。

值得注意的是，特斯拉本身也有太陽能儲能業務，在特斯拉的2021年影響力報告中，特斯拉表示計劃到2030年完成1500 GWh儲能系統部署目標，助力全球向可持續能源加速轉型。

而特斯拉與Dahn團隊研發的新型電池，具備長期儲能的特性，或許也將應用于特斯拉的儲能產品中去。

▲NMC電池與LFP電池化學成分對比

雖然雙方研究的成果是否會量產還有待觀望，但合作成果已經凸顯。

特斯拉最近與Dahn團隊續簽了合同，合作關系延長至2026年。值得注意的是，去年加拿大達爾豪斯大學宣布兩位科學家楊崇銀(Chongyin Yang)、Michael Metzger被任命為達爾豪斯大學的研究主席，兩位科學家將加入學校與特斯拉有關于動力電池的獨家合作，成為新的合作伙伴。

楊崇銀現任特斯拉加拿大研究部主席，由楊崇銀帶領的研究小組專注研發可應用于先進鋰離子電池的高性能材料。

Michael Metzger致力于開發研究先進鋰離子電池、鋰金屬電池、脫鹽電池性能及壽命的新方法，以獲得有關新的電極材料和新的電解質的基礎知識。

結語：超高壽命電池為電動化帶來更大發展

Dahn一直在測試的NMC 532電池有望實現電池技術的又一次飛躍。

但是電動汽車真的需要使用壽命高達100年的電池嗎?一輛電動汽車需要400萬英里(約643.7萬公里)的行駛壽命嗎?現在來看，答案一定是否定的。從公開數據來看，美國的平均車齡為12年。每年行駛1.4萬英里(約2.3萬公里)，美國汽車的平均終生行駛里程為16.8萬英里(約27萬公里)，而在歐洲則要少得多。

因此實際上，新型電池能夠支持超長的行駛里程，最明顯的優勢是提高電池的充放電效率，或許也將作為一種儲能產品推出。

特斯拉的使命就是加速世界向可持續性能源轉型，隨著電池新技術的不斷發展，特斯拉的太陽能項目也有了一種高儲能的方式。

同時另一方面，隨著電池技術的迅速發展，動力電池的續航和壽命大大提升，電動汽車發展的大勢已不可逆，未來隨著電池技術的進一步發展，燃油車的補能優勢將不復存在，全面的電動化將快速到來。

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