Holendrzy dokonali przełomu w produkcji krzemowych akumulatorów
Holenderska firma LeydenJar osiągnęła przełom w rozwoju akumulatorów litowo-jonowych dzięki zastosowaniu 100% krzemowych anod.
Zastosowanie anod krzemowych do produkcji baterii zostało uznane za ślepy zaułek. Wszystko ze względu na kluczowe wyzwanie techniczne, jakim było puchnięcie ogniw podczas cykli ładowania i rozładowania.
Jednak holenderski start-up LeydenJar znalazł nowatorski sposób zapobiegania wczesnej degradacji akumulatorów. Dzięki nowej porowatej architekturze, która zapobiega potrzebie stosowania ciężkich zacisków w celu ograniczenia puchnięcia ogniw.
„Głównym wyzwaniem była tendencja krzemu do pęcznienia podczas cykli ładowania-rozładowania. Obrzęk ten może uszkodzić ogniwo wewnętrznie, prowadząc do wczesnej degradacji i awarii. Dzięki nowej technologii anody krzemowej LeydenJar, po raz pierwszy całkowicie wyeliminowano potrzebę zewnętrznego nacisku” - powiedział CEO LeydenJar Christian Rood.
Inżynierowie firmy stworzyli w 100% krzemową anodę poprzez opracowanie porowatej architektury, która uwzględnia naturalne zmiany objętości krzemu podczas ładowania i rozładowywania. Nie tylko zapobiega to awariom, ale także zapewnia długoterminową stabilność.
We wczesnych testach anody krzemowe firmy były w stanie wytrzymać 500 cykli ładowania bez konieczności stosowania zewnętrznego ciśnienia. Jak dotąd, 500 cykli pozwoliło zachować 80% pojemności akumulatora, przy 700 cyklach potrzebnych do obniżenia pojemności do 70%.
Obserwatorzy branży zaznaczają, że nowa technologia pozostaje w fazie testów i jest mało prawdopodobne, aby pojawiła się na rynku w najbliższej przyszłości. Jeśli jednak uda się powtórzyć wyniki wczesnych testów, przełom może oznaczać, że anody krzemowe staną się standardową częścią pojazdów elektrycznych nowej generacji.
Krzem jest w stanie przechowywać 10 razy więcej jonów litu niż grafit. Powszechne okiełznanie i użycie tego pierwiastka oznaczałoby rewolucję. Lżejsze, mniejsze akumulatory krzemowe, dostarczałyby więcej energii niż ich większe odpowiedniki. W motoryzacji oznaczałoby to dużo większy zasięg jazdy. W elektronice użytkowej wydłużyłoby to znacząco żywotność baterii i zwiększyło funkcjonalność dosłownie wszystkich tego typu urządzeń.
Chociaż anody krzemowe są obecnie wykorzystywane w ograniczonym zakresie, ten przełom może stanowić ostatni element układanki. LeydenJar współpracuje z innymi producentami ogniw akumulatorowych, aby zintegrować swoją nową technologię ze swoimi produktami.
Inne firmy też pracują nad sposobami na wykorzystanie anod krzemowych. Amerykańska firma Amprius Technologies zaprezentowała nową baterię, która zawiera anodę krzemową, która osiąga 90% naładowania w zaledwie 15 minut.
