Săptămâna nouă și baterie nouă: LeydenJar are anozi de siliciu și baterii de 170%. este prezent

Compania olandeză LeydenJar (sticla poloneză Leyden) s-a lăudat că a creat un anod de siliciu gata de producție pentru celulele litiu-ion. Acest lucru permite creșterea capacității celulei cu 70 la sută în comparație cu soluțiile standard cu anozi de grafit.

Siliciul în loc de grafit în anozi este un avantaj frumos, dar un factor dificil.

Cuprins

• Siliciul în loc de grafit în anozi este un avantaj frumos, dar un factor dificil.
  • LeydenJar: Și am stabilizat siliciul, ha!
  • Problema rezistenței rămâne

Siliciul și carbonul aparțin aceluiași grup de elemente: elemente carbonice. Carbonul sub formă de grafit este folosit în anozii celulelor litiu-ion, dar s-a căutat de mult o modalitate de a-l înlocui cu un element mai ieftin și mai promițător - siliciul. Atomii de siliciu formează o structură mai liberă și mai poroasă. Și cu cât structura este mai poroasă, cu atât este mai mare raportul dintre suprafață și volum, cu atât mai multe locuri în care ionii de litiu pot fi fixați.

Mai mult spațiu pentru ionii de litiu înseamnă mai multă capacitate de anod. Adică o capacitate mai mare a bateriei, care folosește un astfel de anod.

Calculele teoretice arată că un anod de siliciu poate stoca de zece ori (de 10 ori!) mai mulți ioni de litiu decât un anod de grafit... Cu toate acestea, acest lucru are un cost: în timp ce anozii de grafit se extind ușor în timpul încărcării, un anod de siliciu încărcat se poate umfla de până la trei ori (300 la sută)!

Efectul? Materialul se sfărâmă, legătura își pierde rapid capacitatea. Pe scurt: poate fi aruncat.

LeydenJar: Și am stabilizat siliciul, ha!

În ultimii zece ani, a devenit posibilă completarea parțială a grafitului cu siliciu pentru a recupera cel puțin câteva procente din puterea suplimentară. Astfel de sisteme au fost stabilizate de diferite nanostructuri, astfel încât efectul creșterii rețelelor de siliciu să nu deterioreze celulele. LeydenJar susține că a dezvoltat o metodă de utilizare a anozilor fabricați în întregime din siliciu.

Compania a testat anozi de siliciu în kituri disponibile comercial, de exemplu cu catozi NMC 622. energie specifica 1,35 kWh/lîn timp ce cele 2170 de celule utilizate în Tesla Model 3 / Y oferă aproximativ 0,71 kWh / L. LeydenJar spune că densitatea de energie este cu 70% mai mare, ceea ce înseamnă că o baterie de o anumită dimensiune poate stoca cu 70% mai multă energie.

Traducem acest lucru la Tesla Model 3 Long Range: în loc de cei 450 de kilometri efectivi, raza de zbor ar putea ajunge la 765 de kilometri cu o singură încărcare.... Nicio creștere a bateriei.

Problema rezistenței rămâne

Din păcate, celulele pe bază de siliciu LeydenJar nu sunt ideale. Au fost capabili să supraviețuiască peste 100 de cicluri de lucru в incarcare/descarcare cu o capacitate de 0,5C... Standardul industrial este de cel puțin 500 de cicluri, iar la 0,5 ° C, chiar și celulele litiu-ion nu foarte complexe trebuie să reziste la 800 sau mai multe cicluri. Prin urmare, compania lucrează pentru a crește durata de viață a celulelor.

> Samsung SDI cu baterie litiu-ion: astăzi grafit, în curând siliciu, în curând celule litiu-metal și o autonomie de 360-420 km în BMW i3

Notă de la editorii www.elektrowoz.pl: Când vorbim despre siliciu și grafit în celulele litiu-ion, vorbim despre anozi. Pe de altă parte, când menționăm NMC, NCA sau LFP, folosind uneori sintagma „chimie celulară”, ne referim la catozi. Celula este un anod, catod, electrolit și alte câteva elemente. Fiecare dintre ele afectează parametrii.

Nota 2 de la ediția www.elektrowoz.pl: Procesul de umflare a anozilor de siliciu nu trebuie confundat cu umflarea celulelor din pungi. Acestea din urmă se umflă din cauza gazului degajat în interior, care nu are capacitatea de a scăpa din interior.

Fotografia de deschidere: lovind ceva 😉 (c) LeydenJar. Având în vedere context, probabil ne referim la anodul de siliciu. Totuși, dacă suntem atenți la moliciunea materialului (se îndoaie, se poate tăia cu bisturiul), atunci avem de-a face cu niște siliconi, polimeri pe bază de siliciu. Ceea ce este intrigant în sine.

Acest lucru vă poate interesa: