Nuova settimana e nuova batteria: LeydenJar ha anodi di silicio e batterie al 170 percento. è presente
contenuto
L'azienda olandese LeydenJar (bottiglia polacca di Leida) si vantava di aver creato un anodo di silicio pronto per la produzione per le celle agli ioni di litio. Ciò consente di aumentare la capacità della cella del 70% rispetto alle soluzioni standard con anodi in grafite.
Il silicio invece della grafite negli anodi è un bel vantaggio ma un fattore difficile.
Sommario
- Il silicio invece della grafite negli anodi è un bel vantaggio ma un fattore difficile.
- LeydenJar: E abbiamo stabilizzato il silicio, ah!
- Il problema della resistenza rimane
Il silicio e il carbonio appartengono allo stesso gruppo di elementi: gli elementi carboniosi. Il carbonio sotto forma di grafite viene utilizzato negli anodi delle celle agli ioni di litio, ma è stato a lungo cercato un modo per sostituirlo con un elemento più economico e promettente: il silicio. Gli atomi di silicio formano una struttura più sciolta e porosa. E più la struttura è porosa, maggiore è il rapporto tra superficie e volume, maggiore è il numero di punti in cui è possibile fissare gli ioni di litio.
Più spazio per gli ioni di litio significa più capacità dell'anodo. Cioè, una maggiore capacità della batteria, che utilizza un tale anodo.
I calcoli teorici mostrano che un anodo di silicio può immagazzinare dieci volte (10 volte!) più ioni di litio di un anodo di grafite... Tuttavia, questo ha un costo: mentre gli anodi di grafite si espandono leggermente durante la carica, un anodo di silicio carico può gonfiarsi fino a tre volte (300 percento)!
L'effetto? Il materiale si sbriciola, il collegamento perde rapidamente la sua capacità. In breve: può essere buttato via.
LeydenJar: E abbiamo stabilizzato il silicio, ah!
Negli ultimi dieci anni circa, è diventato possibile integrare parzialmente la grafite con il silicio per recuperare almeno una piccola percentuale della potenza aggiuntiva. Tali sistemi sono stati stabilizzati da varie nanostrutture in modo che l'effetto della crescita delle reti di silicio non danneggi le cellule. LeydenJar afferma di aver sviluppato un metodo per utilizzare anodi realizzati interamente in silicio.
L'azienda ha testato anodi di silicio in kit disponibili in commercio, ad esempio con catodi NMC 622. energia specifica 1,35 kWh/lmentre le 2170 celle utilizzate nella Tesla Model 3/Y offrono circa 0,71 kWh/L. LeydenJar afferma che la densità di energia è superiore del 70%, il che significa che una batteria di una certa dimensione può immagazzinare il 70% di energia in più.
Lo traduciamo nella Tesla Model 3 Long Range: invece dei 450 chilometri effettivi, l'autonomia di volo potrebbe raggiungere i 765 chilometri con una singola carica.... Nessun aumento della batteria.
Il problema della resistenza rimane
Sfortunatamente, le celle a base di silicio LeydenJar non sono l'ideale. Sono riusciti a sopravvivere più di 100 cicli di lavoro в carica / scarica con una capacità di 0,5 C... Lo standard del settore è di almeno 500 cicli e, a 0,5 ° C, anche le celle agli ioni di litio non molto complesse devono resistere a 800 o più cicli. Pertanto, l'azienda sta lavorando per aumentare la vita delle celle.
> Samsung SDI con batteria agli ioni di litio: oggi grafite, presto silicio, presto celle metalliche al litio e un'autonomia di 360-420 km nella BMW i3
Nota dell'editore www.elektrowoz.pl: Quando si parla di silicio e grafite nelle celle agli ioni di litio, si parla di anodi. D'altra parte, quando citiamo NMC, NCA o LFP, a volte usando la frase "chimica cellulare", intendiamo i catodi. La cella è un anodo, un catodo, un elettrolita e alcuni altri elementi. Ognuno di essi influisce sui parametri.
Nota 2 dell'edizione www.elektrowoz.pl: Il processo di rigonfiamento degli anodi di silicio non deve essere confuso con il rigonfiamento delle cellule nei sacchetti. Quest'ultimo si gonfia a causa del gas rilasciato all'interno, che non ha la capacità di fuoriuscire dall'interno.
Foto di apertura: prendere a pugni qualcosa 😉 (c) LeydenJar. Dato il contesto, probabilmente ci riferiamo all'anodo di silicio. Se però prestiamo attenzione alla morbidezza del materiale (si piega, si taglia con il bisturi), allora abbiamo a che fare con dei siliconi, polimeri a base di silicio. Il che è intrigante di per sé.
Questo potrebbe interessarti:
