Nový týždeň a nová batéria: LeydenJar má silikónové anódy a 170 percent batérie. je prítomný

Holandská spoločnosť LeydenJar (poľská fľaša Leyden) sa pochválila vytvorením silikónovej anódy pripravenej na výrobu pre lítium-iónové články. To umožňuje zvýšiť kapacitu článku o 70 percent v porovnaní so štandardnými riešeniami s grafitovými anódami.

Kremík namiesto grafitu v anódach je pekná výhoda, ale ťažký faktor.

obsah

• Kremík namiesto grafitu v anódach je pekná výhoda, ale ťažký faktor.
  • LeydenJar: A stabilizovali sme kremík, ha!
  • Problém s výdržou zostáva

Kremík a uhlík patria do rovnakej skupiny prvkov: uhlíkaté prvky. Uhlík vo forme grafitu sa používa v anódach lítium-iónových článkov, no dlho sa hľadal spôsob, ako ho nahradiť lacnejším a perspektívnejším prvkom – kremíkom. Atómy kremíka tvoria voľnejšiu a poréznejšiu štruktúru. A čím je štruktúra pórovitejšia, tým väčší je pomer povrchu k objemu, tým viac miest, kde môžu byť fixované lítiové ióny.

Viac miesta pre lítiové ióny znamená väčšiu anódovú kapacitu. Teda väčšia kapacita batérie, ktorá využíva takúto anódu.

Teoretické výpočty to ukazujú kremíková anóda dokáže uložiť desaťkrát (10-krát!) viac lítiových iónov ako grafitová anóda... To však niečo stojí: kým grafitové anódy sa počas nabíjania mierne rozťahujú, nabitá silikónová anóda môže napučať až trikrát (300 percent)!

Efekt? Materiál sa drobí, spoj rýchlo stráca svoju kapacitu. Skrátka: dá sa vyhodiť.

LeydenJar: A stabilizovali sme kremík, ha!

Za posledných asi desať rokov bolo možné čiastočne doplniť grafit o kremík, aby sa obnovilo aspoň niekoľko percent dodatočnej energie. Takéto systémy boli stabilizované rôznymi nanoštruktúrami, aby efekt rastu kremíkových sietí nepoškodil bunky. LeydenJar tvrdí, že vyvinul metódu použitia anód vyrobených výlučne z kremíka.

Spoločnosť testovala kremíkové anódy v komerčne dostupných súpravách, napríklad s katódami NMC 622. merná energia 1,35 kWh / lzatiaľ čo 2170 3 článkov použitých v Tesle Model 0,71 / Y ponúka okolo 70 kWh / L. LeydenJar hovorí, že hustota energie je o 70 percent vyššia, čo znamená, že batéria určitej veľkosti dokáže uložiť o XNUMX percent viac energie.

Preložíme to na Tesla Model 3 Long Range: namiesto skutočných 450 kilometrov by dolet mohol dosiahnuť 765 kilometrov na jedno nabitie.... Žiadne zvýšenie batérie.

Problém s výdržou zostáva

Žiaľ, články na báze kremíka LeydenJar nie sú ideálne. Dokázali prežiť viac ako 100 pracovných cyklov в nabíjanie / vybíjanie s kapacitou 0,5C... Priemyselným štandardom je minimálne 500 cyklov a pri 0,5 °C musia aj nie veľmi zložité lítium-iónové články vydržať 800 a viac cyklov. Preto spoločnosť pracuje na zvýšení životnosti buniek.

> Samsung SDI s lítium-iónovou batériou: dnes grafitové, čoskoro kremíkové, čoskoro lítium-kovové články a dojazd 360 – 420 km v BMW i3

Poznámka od redaktorov www.elektrowoz.pl: Keď hovoríme o kremíku a grafite v lítium-iónových článkoch, hovoríme o anódach. Na druhej strane, keď spomíname NMC, NCA alebo LFP, pričom niekedy používame slovné spojenie „chémia buniek“, máme na mysli katódy. Článok je anóda, katóda, elektrolyt a niektoré ďalšie prvky. Každý z nich ovplyvňuje parametre.

Poznámka 2 z vydania www.elektrowoz.pl: Proces napučiavania kremíkových anód by sa nemal zamieňať s napučiavaním článkov vo vreckách. Ten napučiava v dôsledku plynu uvoľneného vo vnútri, ktorý nemá schopnosť uniknúť zvnútra.

Úvodná fotka: dierovanie do niečoho 😉 (c) LeydenJar. Vzhľadom na kontext máme pravdepodobne na mysli kremíkovú anódu. Ak si však dáme pozor na mäkkosť materiálu (ohýba sa, dá sa rezať skalpelom), tak máme dočinenia s nejakými silikónmi, polymérmi na báze kremíka. Čo je samo o sebe zaujímavé.

Toto by vás mohlo zaujímať: