QuantumScape Osprey: 1.000 cicli a pressione ambiente cambiano tutto

Ogni pochi mesi salta un titolo promettente con densità energetiche impossibili e cariche in cinque minuti, per poi scoprire che la scrittura in piccolo richiede condizioni di laboratorio che mai entrerebbero nel telaio di un'automobile convenzionale.

Per questo motivo, l'ultimo rapporto tecnico di QuantumScape sulla sua nuova piattaforma Osprey merita una lettura attenta. Di fronte al rumore abituale del settore, il numero saliente è ottenere 1.000 cicli completi mantenendo l'80% della sua capacità a 1 atmosfera di pressione.

Il grande ostacolo silenzioso delle celle di zolfo

Per capire perché una semplice atmosfera sia una notizia di rilevanza nei veicoli elettrici, bisogna guardare cosa richiede la chimica degli zolfuri che studiano produttori come Toyota, Samsung SDI o BYD. Questo tipo di elettrolita solido necessita di un contatto intimo e continuo tra le sue particelle per permettere che gli ioni di litio si muovano senza attrito distruttivo. In laboratorio, quel contatto si ottiene stringendo la cella con presse meccaniche gigantesche.

La stessa QuantumScape illustra chiaramente l'entità del problema: sottoporre una cella standard di 10 per 24,2 centimetri a una pressione di 20 atmosfere equivale a esercitare circa 5.000 kg di forza continua, il peso di tre auto medie che riposano su una sola cella. Se trasferiamo tale richiesta a un pacco batteria completo con centinaia di celle, il produttore è costretto a progettare una struttura di lastre d'acciaio massiccio e tiranti di sostegno che aggiungono un peso enorme, rubano spazio utile e aumentano i costi di produzione.

In molti laboratori si lavora abitualmente a pressioni di 30 a oltre 100 atmosfere, e anche annunci recenti della cinese FAW presentavano come un grande successo aver ottenuto celle di grande formato che operano a 50 atmosfere. Un design che dipende da simili ganasce meccaniche difficilmente arriverà a una vettura di strada a un prezzo ragionevole.

Cosa ha davvero testato QuantumScape in laboratorio

L'architettura Osprey propone una soluzione ibrida riguardo ai materiali. QuantumScape mantiene il suo noto separatore ceramico di fronte all'anodo di litio metallico e aggiunge un catolito solido di zolfo nel catodo. Secondo i dati analizzati da Electrek a partire dal documento tecnico di QuantumScape, una cella a due strati con un catodo di 50 per 65 millimetri ha completato 1.000 cicli di carica e scarica a 1C e 30°C mantenendo l'80% di capacità, funzionando a quella pressione ambientale di un'atmosfera.

[FOTO 1 · Pie: La piattaforma Osprey di QuantumScape raggiunge 1.000 cicli completi funzionando a pressione ambiente. · Alt: Infografica tecnica comparativa sulla pressione richiesta e metriche di QuantumScape Osprey accanto a un'auto elettrica in carica.]

La carica del catodo utilizzata in quel test era di 5,5 mAh/cm², un numero perfettamente in linea con le celle commerciali attuali. Tuttavia, è importante essere chiari su cosa manca ancora da dimostrare. Quel test è stato effettuato su una cella piccola di appena due strati, la cui capacità calcolata si attesta tra 0,3 e 0,4 Ah, molto lontano dai 5 Ah che fornisce la sua cella pilota QSE-5.

Il resto dei dati pubblicati richiede anche di mantenere i piedi per terra:

• Carica in 5 minuti dal 10% all'80%: è stata raggiunta a una velocità di 10C, ma ha richiesto di riscaldare la cella a 80°C, una temperatura molto superiore al precondizionamento termico abituale di qualsiasi veicolo su strada.
• Funzionamento a freddo a -20°C: è stata dimostrato mantenendo il 68% della sua capacità ambiente, ma in una cella minuscola di un solo strato di 21 per 21 millimetri e a un regime di scarica molto lento (C/3).
• Densità progettata di 1.100 Wh/L: è una stima futura per catodi con 10 mAh/cm². Il test preliminare che supporta questa idea è stato eseguito su una cella a bottone per soli 100 cicli e a 3 atmosfere.

Una svolta strategica verso la produzione aperta

Oltre ai numeri di laboratorio, il movimento racchiude una decisione industriale rilevante. QuantumScape offre Osprey come una piattaforma aperta: i produttori di automobili possono utilizzare il catodo di zolfo brevettato da QuantumScape o integrare i propri catodi solidi sviluppati internamente. QuantumScape assicura di aver già testato celle funzionanti con catodi forniti dai propri clienti del settore automobilistico.

Riuscire a far funzionare l'elettrolita solido senza la necessità di imballare l'auto in una pressa idraulica è il passo logico che separa un esperimento vistoso da un componente automobilistico reale. QuantumScape deve ancora scalare queste celle piccole a due strati verso formati multicarta ad alta capacità commerciale, ma dimostrare 1.000 cicli a pressione ambiente segna, finalmente, una direzione tecnica che ha senso nel mondo reale.

Immagine di intestazione e infografica generate da IA

* Questa notizia è una traduzione tramite IA del contenuto originale. Motenic.com fa parte di Motor.es.

Fuente: Electrek