Стартап нашел способ повысить емкость литиевых батарей в 10 раз
Если заменить графитовый анод литий-ионной батареи на кремниевый, можно повысить емкость аккумулятора примерно в десять раз. Но во время зарядки кремний разбухает и может повредить батарею изнутри. Стартап Advano придумал, как обойти эту проблему.
Кремниевая проблема
Интересно: Новая технология позволит молниеносно быстро заряжать смартфоны
Во время зарядки обычной литий-ионной батареи ионы лития не вызывают никаких химических изменений в графитовом аноде. Другое дело – кремний: в сочетании с литием он образует силицид лития, объемный сплав.
Многие компании пытаются обойти эту проблему, настроив микроструктуру кремниевых слоев или частиц. Этим заняты Sila Nanotechnologies, Enovix, XNRGI. Все они начинают с газообразной или жидкой формы и пытаются вырастить совершенный материал для анода.
Другой путь
Стартап Advano из Нового Орлеана применяет обратный подход. Его суть в производстве кремниевых частиц - не безупречных, но достаточно качественных и при этом в больших объемах. Затем материал уменьшают в размере. Процесс получается не такой контролируемый, зато бесконечно масштабируемый, сообщает Spectrum.
Масштаб - важный параметр в производстве материалов, а технология Advano уже позволяет производить тонну продукции в год.
После завершения строительства фабрики объемы повысятся в десять раз, и основатели утверждают, что готовы выдавать тысячи тонн продукции. Этого должно хватить на 5 ГВт*ч батарей.
Сырье, которое использует Advano, это углеродистая матрица с микронными частицами кремния внутри. Под действием химических веществ волокна карбида кремния начинают расти с каждой частицы, образуя нечто вроде пуха на поверхности, который обеспечивает механическую защиту.
Формирование карбида кремния
Такой порошок можно наносить на графитовый анод любой концентрации. Чем она выше, тем выше будет емкость.
Как это можно применить
Производителям батарей нужны разные соотношения емкости, срока службы и безопасности, и все это может обеспечить материал Advano. Например, если нужно, чтобы аккумулятор держал 1000 циклов заряда и разряда, не требуя охлаждения, кремний может составлять до 15% анода. Но иногда нужно всего 250 циклов, тогда можно добавить до 70% кремния и больше.
Больше новостей, касающихся событий из мира технологий, гаджетов, искусственного интеллекта, а также космоса читайте в разделе Техно