Nowy tydzień, nowa bateria: LeydenJar ma silikonowe anody i 170 procent baterii. obecny
Zawartość
Holenderska firma LeydenJar (polska butelka Leyden) pochwaliła się stworzeniem gotowej do produkcji krzemowej anody do ogniw litowo-jonowych. Dzięki temu pojemność ogniwa można zwiększyć nawet o 70 procent w porównaniu do standardowych rozwiązań z anodami grafitowymi.
Krzem zamiast grafitu w anodach to miła zaleta, ale trudny czynnik.
Spis treści
- Krzem zamiast grafitu w anodach to miła zaleta, ale trudny czynnik.
- LeydenJar: I ustabilizowaliśmy krzem, ha!
- Pozostaje kwestia wytrzymałości
Krzem i węgiel należą do tej samej grupy pierwiastków: pierwiastków węglowych. Węgiel w postaci grafitu wykorzystywany jest w anodach ogniw litowo-jonowych, ale od dawna poszukiwano sposobu na zastąpienie go tańszym i bardziej obiecującym pierwiastkiem – krzemem. Atomy krzemu tworzą bardziej luźną i porowatą strukturę. A im bardziej porowata struktura, tym większy stosunek powierzchni do objętości, tym więcej miejsc, w których można utrwalić jony litu.
Więcej miejsca na jony litu oznacza większą pojemność anody. Czyli większa pojemność baterii, w której stosuje się taką anodę.
Pokazują to obliczenia teoretyczne anoda krzemowa może przechowywać dziesięć razy (10 razy!) więcej jonów litu niż anoda grafitowa. Ma to jednak swoją cenę: podczas gdy anody grafitowe nieznacznie rozszerzają się podczas ładowania, naładowana anoda krzemowa może pęcznieć nawet trzykrotnie (300 procent)!
Efekt? Materiał kruszy się, ogniwo szybko traci swoją pojemność. Jednym słowem: można go wyrzucić.
LeydenJar: I ustabilizowaliśmy krzem, ha!
W ciągu ostatnich kilkunastu lat możliwe stało się częściowe uzupełnienie grafitu krzemem w celu odzyskania przynajmniej kilku procent dodatkowej mocy. Takie układy zostały ustabilizowane różnymi nanostrukturami, tak aby efekt rozrostu siatki krzemowej nie uszkadzał komórek. LeydenJar twierdzi, że opracował metodę wykorzystania anod wykonanych w całości z krzemu.
Firma przetestowała anody krzemowe w dostępnych na rynku zestawach, np. z katodami NMC 622. energia właściwa 1,35 kWh/lpodczas gdy ogniwa 2170 zastosowane w Tesli Model 3/Y oferują około 0,71 kWh/l. LeydenJar twierdzi, że gęstość energii jest o 70 procent wyższa, co oznacza, że bateria o określonym rozmiarze może przechowywać o 70 procent więcej energii.
Przekładając to na Teslę Model 3 Long Range: zamiast prawdziwych 450 kilometrów, zasięg lotu mógłby osiągnąć 765 kilometrów na jednym ładowaniu.. Brak aktualizacji baterii.
Pozostaje kwestia wytrzymałości
Niestety LeydenJary na bazie krzemowej anody nie są idealne. Byli w stanie przeżyć ponad 100 cykli roboczych в moc ładowania/rozładowania 0,5C. Norma branżowa to co najmniej 500 cykli, a przy 0,5°C nawet niezbyt skomplikowane ogniwa litowo-jonowe muszą wytrzymać 800 lub więcej cykli. Dlatego firma pracuje nad zwiększeniem żywotności ogniw.
> Samsung SDI z akumulatorem litowo-jonowym: dziś grafit, wkrótce krzem, wkrótce ogniwa litowo-metalowe i zasięg 360-420 km w BMW i3
Od redakcji www.elektrowoz.pl: mówiąc o krzemie i graficie w ogniwach litowo-jonowych, mówimy o anodach. Z drugiej strony, kiedy wspominamy o NMC, NCA lub LFP, czasami używając wyrażenia „chemia ogniwa”, mamy na myśli katody. Ogniwo to anoda, katoda, elektrolit i kilka innych elementów. Każdy z nich wpływa na parametry.
Od redakcji 2 www.elektrowoz.pl: Procesu pęcznienia anod krzemowych nie należy mylić z pęcznieniem ogniw w workach. Te ostatnie pęcznieją z powodu uwalnianego wewnątrz gazu, który nie jest w stanie wydostać się z wnętrza.
Zdjęcie wprowadzające: wbijanie czegoś 😉 (c) LeydenJar. Biorąc pod uwagę kontekst, prawdopodobnie odnosimy się do anody krzemowej. Jeśli jednak zwrócić uwagę na miękkość materiału (ugina się, można go skalpelem ciąć), to mamy do czynienia z pewnymi silikonami, polimerami na bazie krzemu. Co samo w sobie jest intrygujące.
To może Cię zainteresować:
