Анод с кремнием десятикратно увеличит емкость литиевых батарей

Технологии >> 17.12.2019, 14:47

Замена графитового анода на кремниевый многократно повысит емкость аккумулятора. Однако кремний разбухает во время зарядки и способен повредить батарею. Стартап из Нового Орлеана нашел решение данной проблемы.

При поиске решения команда Advano решила применить нетрадиционный подход, связанный с настройкой миктотекстуры кремниевых частиц. Многие компании начинают с жидкой либо газообразной формы, пытаясь вырастить для анода совершенный материал. Американский стартап напротив занялся производством частиц кремния в больших объемах, а уже затем уменьшает материал в размере. Причем этот процесс можно масштабировать до бесконечности.

В производстве материалов масштаб считается важнейшим параметром. Технология Advano отвечает этим требованиям, позволяя ежегодно производить по тонне продукции. По завершении строительство фабрики объемы вырастут в 10 раз: тысяч тонн продукции хватит на 5 ГВт*ч батарей.

В качестве сырья стартап использует углеродную матрицу с микронными частичками кремния. Химические вещества способствуют росту волокон карбида кремния из каждой частицы. В итоге на поверхности создается некий «пушок», обеспечивающий механическую защиту. Полученный из него порошок можно в любой концентрации наносить на графитовый анод – и чем она выше, тем выше емкость батареи.

Материал Advano обещает обеспечить производителям нужные соотношения емкостей, безопасности и срока службы. Так, при необходимости поддержки 1 тыс. циклов заряда/разряда без охлаждения - кремний составит до 15% анода, а для 250 циклов – придется добавить порядка 70% кремния.