Представлена технология, которая улучшит характеристики литиевых аккумуляторов
Американская фирма Sila предложила заменить графит нанокомпозитным кремниемТвердотельные батареи, несмотря на огромное внимание к ним со стороны крупных производителей, так и не стали массовым явлением. Для этого есть несколько причин. Самая важная — технологическая. Считается, что проблемы таких аккумуляторов (рост дендритов на аноде, чувствительность к температуре, давлению и многое другое) нельзя решить в обозримом будущем, а вот традиционные литиевые, напротив, ещё могут удивить.
© Sila
К числу скептиков твердотельных технологий относится выходец из «Теслы» Джин Бердичевски, генеральный директор компании Sila. Фирма разрабатывает перспективные анодные материалы и у неё даже есть готовый коммерческий продукт — нанокомпозитный кремний (NCS), который выйдет на рынок под торговой маркой Titan Silicon. Им можно частично либо полностью заменить графит, что приведёт к росту удельных характеристик батарей и увеличению запаса хода электрокаров.
Главная проблема кремния — тенденция к разбуханию. По мере наполнения ионами лития он может увеличиваться в размерах до четырёх раз, что приводит к разрушению анода. Технология Sila заключает каждую частичку кремния в специальную оболочку. Внешне она похожа на сыр с дырками, благодаря чему расширение происходит только внутри сот и не превышает 6%.
Нанокомпозитный кремний снизит массу аккумуляторов на 15 процентов, а их объём — на 20. Дальность хода увеличится на 20—40 процентов, или 160—320 километров. При этом время зарядки с 10 до 80 процентов сократится до 10 минут. И всё это при плотности энергии около 800 ватт-часов на литр (не рекорд для кремния, но показатель очень хороший). Чтобы добиться таких результатов, Sila провела тесты с более чем 70 тысячами различных материалов и оформила 200 патентов. Первым продуктом, где использовали батарею с NCS-анодом, стал фитнес-трекер WHOOP 4.0.
Ну а поскольку нанокомпозитный кремний совместим с ячейками любого типа (цилиндрическими, «пакетиками», призматическими) и легко встраивается в существующие цепочки поставок, то его будут применять и в автомобилях. Технологией уже заинтересовался Mercedes-Benz. Если планы не изменятся, то аккумуляторы c NCS-анодами появятся в грядущем внедорожнике EQG. Ещё один важный момент: предложение заменить графит нанокремнием — это, по сути, попытка выдавить с рынка Китай, поскольку больше 90 процентов графита поступает именно оттуда.