Nový týden a nová baterie: LeydenJar má silikonové anody a 170 procent baterií. je přítomen

Nizozemská společnost LeydenJar (polská láhev Leyden) se pochlubila vytvořením křemíkové anody pro lithium-iontové články připravené k výrobě. To umožňuje zvýšit kapacitu článku o 70 procent ve srovnání se standardními řešeními s grafitovými anodami.

Křemík místo grafitu v anodách je pěkná výhoda, ale obtížný faktor.

obsah

• Křemík místo grafitu v anodách je pěkná výhoda, ale obtížný faktor.
  • LeydenJar: A stabilizovali jsme křemík, ha!
  • Problém s výdrží zůstává

Křemík a uhlík patří do stejné skupiny prvků: uhlíkaté prvky. Uhlík ve formě grafitu se používá v anodách lithium-iontových článků, ale dlouho se hledal způsob, jak jej nahradit levnějším a perspektivnějším prvkem – křemíkem. Atomy křemíku tvoří volnější a poréznější strukturu. A čím je struktura poréznější, tím větší je poměr povrchu k objemu, tím více míst, kde lze fixovat ionty lithia.

Více prostoru pro lithiové ionty znamená větší kapacitu anody. Tedy větší kapacitu baterie, která takovou anodu využívá.

Ukazují to teoretické výpočty křemíková anoda může uložit desetkrát (10krát!) více iontů lithia než grafitová anoda... To však něco stojí: zatímco grafitové anody se během nabíjení mírně roztahují, nabitá silikonová anoda může nabobtnat až třikrát (300 procent)!

Efekt? Materiál se drolí, článek rychle ztrácí kapacitu. Zkrátka: dá se vyhodit.

LeydenJar: A stabilizovali jsme křemík, ha!

Během posledních zhruba deseti let bylo možné částečně doplnit grafit křemíkem, aby se obnovilo alespoň několik procent dodatečné energie. Takové systémy byly stabilizovány různými nanostrukturami, aby vlivem růstu křemíkových sítí nedošlo k poškození buněk. LeydenJar tvrdí, že vyvinul metodu použití anod vyrobených výhradně z křemíku.

Společnost testovala křemíkové anody v komerčně dostupných sadách, například s katodami NMC 622. měrná energie 1,35 kWh / lzatímco 2170 3 článků použitých v Tesla Model 0,71 / Y nabízí kolem 70 kWh / L. LeydenJar říká, že hustota energie je o 70 procent vyšší, což znamená, že baterie určité velikosti dokáže uložit o XNUMX procent více energie.

Převedeme to na Tesla Model 3 Long Range: místo skutečných 450 kilometrů by letový dosah mohl dosáhnout 765 kilometrů na jedno nabití.... Žádné navýšení baterie.

Problém s výdrží zůstává

Bohužel články na bázi křemíku LeydenJar nejsou ideální. Byli schopni přežít více než 100 pracovních cyklů в nabíjení / vybíjení s kapacitou 0,5C... Průmyslovým standardem je minimálně 500 cyklů a při 0,5 °C musí i nepříliš složité lithium-iontové články vydržet 800 a více cyklů. Společnost proto pracuje na zvýšení životnosti článků.

> Samsung SDI s lithium-iontovou baterií: dnes grafitové, brzy křemíkové, brzy lithiové kovové články a dojezd 360–420 km v BMW i3

Poznámka redakce www.elektrowoz.pl: Když mluvíme o křemíku a grafitu v lithium-iontových článcích, mluvíme o anodách. Na druhou stranu, když zmiňujeme NMC, NCA nebo LFP, někdy s použitím fráze „cell chemistry“, máme na mysli katody. Článek je anoda, katoda, elektrolyt a některé další prvky. Každý z nich ovlivňuje parametry.

Poznámka 2 z vydání www.elektrowoz.pl: Proces bobtnání křemíkových anod by neměl být zaměňován s bobtnáním článků v pytlích. Ten bobtná kvůli plynu uvolněnému uvnitř, který nemá schopnost unikat zevnitř.

Úvodní foto: děrování něčeho 😉 (c) LeydenJar. Vzhledem ke kontextu máme pravděpodobně na mysli křemíkovou anodu. Pokud si ale dáme pozor na měkkost materiálu (ohýbá se, lze ho řezat skalpelem), tak máme co do činění s nějakými silikony, polymery na bázi křemíku. Což je samo o sobě zajímavé.

Toto by vás mohlo zajímat: