此外,該專利申請由Jeff Dahn領(lǐng)導(dǎo)的特斯拉電池小組提交。目前,Jeff Dahn的主要工作集中在提升鋰電池的能量密度和耐久性上。
今年早些時候,該研究小組也申請過一項電池技術(shù)專利。此次其申請的專利名為“鋰離子電池電解質(zhì)濃度成分測定方法和系統(tǒng)”。
專利申請中寫道:本發(fā)明提供了一種確定鋰離子電池電解質(zhì)成分濃度的計算機實現(xiàn)法,該方法包括向分光儀發(fā)送指令,以抓取電解質(zhì)溶液的光譜,并生成信號,此外,還將對該信號進行分析,以確定光譜中的一個或多個頻譜特征。
所述方法還包括制備一個光譜數(shù)據(jù)庫,該數(shù)據(jù)庫要與預(yù)先確定的電解質(zhì)成分濃度的溶液相對應(yīng),其中該數(shù)據(jù)庫還包括每個溶液的多個光譜特征。而且,該方法還將使用光譜數(shù)據(jù)庫,進一步確定機器學(xué)習(xí)(ML)模型,將利用該模型確定樣品溶液中電解質(zhì)成分濃度。
此外,該專利還指出了目前電解質(zhì)存在的問題及分析電解質(zhì)狀態(tài)方法的問題:鋰離子電池,特別是高壓電池,失效的主要原因之一在于電解質(zhì)的降解,特別是帶電電極上電解質(zhì)的降解。
目前解決電池故障和電解質(zhì)降解的主要方法集中于在電極表面形成的,電解質(zhì)降解產(chǎn)生的薄膜上。此類薄膜含有電解質(zhì)溶液和電解質(zhì)鹽中的化學(xué)物質(zhì),如六氟磷酸鋰(LiPF6)。
LiPF6可分解成氟化鋰(LiF)和五氟化磷(PF5),而五氟化磷又容易水解成氫氟酸(HF)和三氟氧化磷(PF3O),該兩種水解產(chǎn)物在兩個電極上都有很高的反應(yīng)活性,而且由于它們會不可避免地存在于六氟磷酸鋰溶液中,因此可能對電極的性能造成不利影響。
雖然有方法可以確定鋰離子電池中電解質(zhì)溶液和電解質(zhì)鹽六氟磷酸鋰的機理,但是現(xiàn)在還沒有廉價而準(zhǔn)確地方法,可以表征電解質(zhì),從而確定電解質(zhì)的降解程度。”
一般來說,電解質(zhì)溶液的定量分析需要使用昂貴的分析工具,例如核磁共振儀譜(NMR)、氣相色譜-質(zhì)譜(GS-MS)、高效液相色譜儀(HPLC)和電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES),而且還需要大量的時間來進行分析。
此外,有些分析功能甚至不能直接測量電解質(zhì)成分濃度。例如,色譜法中采用的檢測器無法暴露在六氟磷酸鋰的高溫降解產(chǎn)物中,因此,此類方法只能在電解質(zhì)的水溶部分被移除之后,只關(guān)注于電解質(zhì)的有機成分。