Новий тиждень та нова батарея: LeydenJar має кремнієві аноди та 170-відсоткові батареї. присутній

Голландська компанія LeydenJar (польський лейденський флакон) вихвалялася створенням готового до виробництва кремнієвого анода для літій-іонних елементів. Завдяки цьому ємність осередків може бути збільшена на 70 відсотків, порівняно зі стандартними рішеннями з графітовими анодами.

Кремній замість графіту в анодах – гарна перевага, але найважчий чинник.

Зміст

• Кремній замість графіту в анодах – гарна перевага, але найважчий чинник.
  • LeydenJar: І ми стабілізували кремній, ха!
  • Проблема витривалості залишилася

Кремній та вуглець відносяться до однієї групи елементів: вуглецевих елементів. Вуглець у вигляді графіту використовується в анодах літій-іонних осередків, але вже давно шукається спосіб замінити його дешевшим і перспективним елементом – кремнієм. Атоми кремнію утворюють більш пухку та пористу структуру. І що більш пориста структура, що більше ставлення поверхні до обсягу, то більше вписувалося місць, де іони літію можуть закріпитися.

Більше місця для іонів літію означає більшу ємність анода. Тобто, більшої ємності акумулятора, в якому використовується такий анод.

Теоретичні розрахунки показують, що кремнієвий анод може зберігати в десять разів (10 разів!) більше іонів літію, ніж графітовий анод. Однак за це доводиться платити: в той час, як графітові аноди трохи розширюються під час зарядки, заряджений кремнієвий анод може набухати до трьох разів (300 відсотків)!

Ефект? Матеріал кришиться, ланка швидко втрачає пропускну здатність. Одним словом: його можна викинути.

LeydenJar: І ми стабілізували кремній, ха!

За останні десять або близько того років стало можливим частково доповнити графіт кремнієм для відновлення принаймні кількох відсотків додаткової потужності. Такі системи були стабілізовані різними наноструктурами, щоби ефект росту кремнієвих сіток не пошкодив клітини. LeydenJar заявляє, що розробила метод використання анодів, повністю виготовлених з кремнію.

Компанія тестувала кремнієві аноди в наборах, що є у продажу, наприклад, з катодами NMC 622. питома енергія 1,35 кВтг/лу той час як 2170 осередків, що використовуються в Tesla Model 3/Y, пропонують близько 0,71 кВтг/л. LeydenJar каже, що щільність енергії на 70 відсотків вища, а це означає, що батарея певного обсягу може зберігати на 70 відсотків більше енергії.

Перекладаємо це на модель Tesla Model 3 Long Range: замість реальних 450 кілометрів дальність польоту могла досягти 765 кілометрів на одній зарядці.. Без збільшення акумулятора.

Проблема витривалості залишилася

На жаль, елементи LeydenJar на основі кремнієвих анодів не ідеальні. Вони змогли вижити понад 100 робочих циклів в зарядка/розрядка потужністю 0,5С. Промисловий стандарт становить не менше 500 циклів, а при 0,5 ° C навіть не дуже складні літій-іонні елементи мають витримувати 800 або більше циклів. Тому компанія працює над збільшенням терміну служби осередків.

> Samsung SDI з літій-іонним акумулятором: сьогодні графіт, скоро кремній, скоро літій-металеві елементи та діапазон 360-420 км у BMW i3

Примітка редакції www.elektrowoz.pl: говорячи про кремнію та графіт у літій-іонних елементах, ми говоримо про аноди. З іншого боку, коли ми згадуємо NMC, NCA або LFP, іноді використовуючи фразу «хімія комірки», ми маємо на увазі катоди. Осередок є анод, катод, електроліт і деякі інші елементи. Кожен впливає на параметри.

Примітка 2 редакції www.elektrowoz.pl: процес набухання кремнієвих анодів не слід плутати з набуханням осередків у мішках. Останні набухають через газ, що виділяється всередину, який не має можливості вийти зсередини.

Вступне фото: пробиває щось 😉 (c) LeydenJar. Враховуючи контекст, ми, мабуть, маємо на увазі кремнієвий анод. Однак якщо звернути увагу на м'якість матеріалу (він гнеться, його можна різати скальпелем), ми маємо справу з деякими силіконами, полімерами на основі кремнію. Що саме собою інтригує.

Це може вас зацікавити: