Tesla Unveils ‘Tabless’ Battery Cells To Improve EV Range
https://www.carscoops.com/2020/09/tesla-unveils-tabless-battery-cells-to-improve-ev-range/
テスラは、劇的なコスト削減と航続距離の向上を可能にする「タブレス」バッテリーの開発計画を明らかにした。
先日開催された自動車メーカーの「バッテリー・デイ」での講演で、イーロン・マスク氏は、自動車メーカーがバッテリーセルからタブを取り除いたことを明らかにした。この部分は通常、セルと電力を供給しているものとの間の接続を形成するために使用されています。新しいタブレスセルでは、5倍のエネルギー容量を持ち、6倍のパワーを持ち、同社のモデルでは16％の航続距離の向上につながるとテスラは主張している。
テスラは、このセルを「4680」と呼んでおり、サイズは46mm×80mmである。テスラの現在のセルよりも大きく、マスク氏によると、セルのフォームファクタレベルで1KWhあたりのコストを14％削減できるという。
4680電池セルの鍵は、テスラ自身が製造することにある。The Vergeが指摘するように、Model 3とModel Yには、ネバダ州にあるテスラのギガファクトリーでパナソニックが生産している現在の2170セルが使用されている。また、テスラは中国のCATLや韓国のLG Chemなどからも電池を調達している。
テスラは、いつこれらのセルの製造をいつ開始するのか、どのモデルが最初にそれらを採用することになるのかを、まだ発表していません。
この新しい電池セルのニュースは、テスラが待望のModel S Plaid、1,100馬力以上の出力と520マイル以上の航続距離を持つ電気自動車のベールを解いたのと同時に来るでしょう。同社はまた、今後3年間で25,000ドルの電気自動車を生産する計画を発表している。
ポンコツテスラが、ブレイクスルーをした？（笑）
2170＝径21mm×70mm
4680＝径46mm×80mm
新型の4680セルは、2170セルの体積比約5.5倍なので、「5倍のエネルギー容量を持ち、6倍のパワーを持ち、同社のモデルでは16％の航続距離の向上」と言うのは、テスラマジックの可能性もありそうだが・・・同一サイズのセルで容量が5～6倍にアップしたなら、航続距離も5～6倍にアップだわな（笑）
バッテリーの話は、1時間40分くらいから開始。
技術的な解説は、1時間50分くらいから開始。
Battery Day Q&A: please submit your questions here:
https://app.saytechnologies.com/tesla-battery-day
2020 Annual Shareholder Meeting and Battery Day
https://www.youtube.com/watch?v=l6T9xIeZTds
テスラ モデル3 用のバッテリーセル…パナソニック【エコプロ2017】 2枚目の写真（全3枚）
https://response.jp/article/img/2017/12/11/303550/1253750.html?from=thumb-prev
最新のリチウムイオンバッテリー2170。直径21ミリ、全長70ミリというサイズがネーミング。EV用に特化されている。
やはりテスラマジックか（笑）
ポテンシャル2～3倍はスゴイが、それは2020年より先の話。
パナソニックのEV用LIBセル、円筒形で約2倍、角型で3倍強を目指す
2019.01.28 日経 xTECH／日経Automotive
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/01588/
同社は、現状のEV用LIBセルのエネルギー密度を公表していない。新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の調査によれば、米テスラ（Tesla）のEV「モデルS」（2017年モデル、搭載電池容量100kWh）に採用されている「18650」サイズの円筒形LIBセルのエネルギー密度は243Wh/kg。同「モデル3」（2017年モデル）に採用されている「2170」サイズの同セルの同密度は260Wh/kgとみられている。生駒氏は、EV用LIBセルのエネルギー密度は「2020年くらいまでは現行LIBの延長線上。それ以降は、新たな材料革新を投入していき、LIBの限界に挑戦することになる」と語った。そのポテンシャルは「2～3倍」としており、冒頭の目標値はそれを具体化したものとみられる。
より詳しく↓
銅の部品が、レーザーで切った新型のタブ（彼らはタブレスと言っているようだが）のようです。確かに効率は良さそうではあるが、仮に導線を太く短くしても、効率が一気に5～6倍UPにはならんと思う。
Tesla introduces its tabless battery design on the road to 10 terawatt hours of production
https://techcrunch.com/2020/09/22/tesla-introduces-its-tabless-battery-design-on-the-road-to-10-terawatt-hours-of-production/
テスラが設定した年間10～20テラワット/時のバッテリー生産という野心的な目標を達成するためには、バッテリーとその生産方法を進化させる必要がある。
今日、テスラの自称バッテリー・デーのイベントで、同社はCEOのイーロン・マスク氏が語った一連のイノベーションを紹介しました。そして、それはすべてバッテリー自体の新しい構築から始まります。
その発表の一環として、同社が発表したのは、長さ80ミリの新しいセル設計の作成で、これにより、セルに5倍のエネルギー密度、6倍のパワーを与え、航続距離を16％増加させることが可能になるという。
テスラのパワートレイン＆エネルギーエンジニアリング担当SVPであるドリュー・バッリーノ氏は、次のように述べています。「すぐ近くにある試験的な10ギガワットの製造施設で、これらのセルの製造を開始しています」
しかし、この新しいセル製造システムは、実際にはまだ稼働していないことに注意すべきである。量産前の試験生産レベルでは「ほぼ稼働している」と、マスク氏は付け加えた。
従来の電池は3つの部品で構成されています。負極、正極とセパレータがあります。その基本的な電池の構造に加えて、タブがあり、セルのエネルギーを外部に転送できるようになっています。大型のリチウムイオンセルには、「金属箔とタブ（foil-to-tab）」の溶接があり、セル内の金属箔を集めてタブに結合します。
リチウムイオンは、負極からセパレータを通って正極に流れ、電池を放電・充電します。このプロセスは何十年も前から充電池では同じで、変化のほとんどは材料工学の進歩と、電池の大きさの変化にあります。
従来のリチウムイオンバッテリーとそのコンポーネント（アノード、カソード、セパレーター）の画像。画像クレジット：テスラ
パワーと密度を高めるためのサイズの変更には、熱的な問題がつきものだとバッリーノ氏は言う。
「これは、私たちのチームが克服すべき課題でした」と、バッリーノ氏は述べています。「私たちが考え出したのは、熱の問題を方程式から排除し、絶対的に低いコストのフォームファクタと、最もシンプルな製造プロセスを可能にする、このタブレスアーキテクチャです」
テスラは、既存の金属箔を利用してレーザーパターンを作成し、羽状のスパイラルを介して活物質に何十もの接続を可能にしました。バッリーノ氏によると、この新しいデザインは、製造がシンプルで部品点数が少なく、電気経路の長さが短くなることを意味しており、これがテスラの主張する熱的メリットを得る方法であるという。
「円筒形の場合、タブを取り除くことができるため、巻き取りとコーティングが劇的に簡素化され、熱的にも性能的にも素晴らしいメリットがあります」とバッリーノ氏は述べています。
マスク氏は同意する。「タブを付けるのは本当に面倒くさい」とマスク氏はイベント中に言った。
電子が移動する距離を短くすることにより、大きなタブレスセルでは、経路長が短くなり、セルの熱問題が減少するとマスク氏は説明している。セルは大きくなったが、重量に対する電力の比率はタブ付きの小さなセルよりも優れている。
「これはかなり難しいことだ」とマスク氏は言う。「これまで誰もやったことがありませんでした。だから...どうやってタブレスのセルを作り、実際に動作させてトップキャップに接続するかを考え出すのには、テスラのエンジニアリングの中でとてつもない量の努力が必要でした」
これは、世界を再生可能エネルギーに近づけようとする同社が、エネルギー貯蔵を強化するために取っているいくつかのステップの最初のものです。
「多くの試行錯誤が必要でしたが、結果には非常に満足しています」とバッリーノ氏は述べています。
これ地味に凄いかも↓
ついに“史上最強”のリチウムイオン電池が誕生？ 透明で柔軟で火にも耐えるバッテリー、米研究チームが開発
https://wired.jp/2020/01/14/scientists-made-a-nearly-invincible-lithium-ion-battery/
透明で柔軟性があり、火にも耐えるリチウムイオン電池を、米国の研究チームが開発した。市販のリチウムイオン電池と同程度の電圧を確保した新しいバッテリーの試作品は、コンタクトレンズのように透明で柔軟性があり、無毒で不燃性で、ケースなしのむき出しの状態でも利用できる。2年程度での市販を目指しているといい、ウェアラブル端末などへの応用が期待される。
MATERIAL
2020.01.14 TUE 09:00
ジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所（APL）の物理学者が率いる研究チームは、より安全な電池の開発が可能だと考えた。そしてこの5年間、故障の心配がないと思われるリチウムイオン電池を開発してきた。メリーランド大学の研究者と協力して2017年に最初に発表したその頑強な電池は、切断しても、射撃しても、曲げても、液体に浸しても、途切れることなく電力を供給し続ける。
不燃性で無毒な電解質を採用
APLの上級研究員で研究チームを率いるコンスタンティノス・ジェラソプロスによると、破壊不可能な電池の開発の鍵は、電池の正極と負極を分離する化学物質の寄せ集めである電解液にある。リチウムイオン電池を使うと、電解液内でセパレーターによって分離されている負極（アノード）から正極（カソード）へと電荷を帯びたリチウム原子（リチウムイオン）が移動し、化学反応が起きてエネルギーが生成される。
大部分のリチウムイオン電池の電解質は、可燃性のリチウム塩と有毒な液体の混合物である。このため現在のリチウムイオン化学分野は「爆弾を抱えているような状態」だと、APLの材料科学プログラムマネージャーであるジェフ・マランキは言う。
正極と負極を隔てるセパレーターが崩れ去ると、ショートして大量の熱が発生する。この熱が電解液などの引火性の高い物質に広がり、電解液中の正極からの大量の酸素を放出し、電子機器が発火することになる。
このような問題をすべて回避できるのが、電解質が不燃性で無毒な、水溶液系の水系リチウムイオン電池だ。水系リチウムイオン電池は25年前から存在しているが、これまでは電圧耐性が低すぎて役に立たなかった。APLの研究チームは、リチウム塩の濃度を高め、電解質をポリマー（非常に柔らかいプラスティックに似た材料）と混ぜることで、電位を約1.2Vから市販のリチウムイオン電池に匹敵する4Vへと高めることに成功した。
克服すべき技術的ハードルはまだいくつかある。例えば、水系リチウムイオン電池で処理できる充電サイクル数を増やす必要がある。一般的なスマートフォンのバッテリーは1,000回以上は軽く充電できるが、APLが開発したこの水系リチウムイオン電池は、わずか100サイクル後に効率が下がり始める。この問題は電解質の化学的な微調整で解決できるはずだと、ジェラソプロスは語る。