Μια νέα μπαταρία ιόντων λιθίου με άνοδο από πυρίτιο είναι έτοιμη να μπει στην παραγωγή αυξάνοντας σημαντικά την αυτονομία των EV.
Μετά από περισσότερα από 10 χρόνια εξέλιξης, μια νέα τεχνολογία μπαταριών που δίνει έξτρα «ώθηση» την αυτονομία των ηλεκτρικών αυτοκινήτων βρίσκει το δρόμο για τη μαζική παραγωγή.
Η άγνωστη στο ευρύ κοινό Sila, μια εταιρεία υλικών μπαταριών με έδρα τη Silicon Valley των ΗΠΑ, δηλώνει σήμερα ότι έχει ολοκληρώσει μια πρώτη διαδικασία μαζικής κατασκευής για τις πρώτες μπαταρίες που θα διαθέτουν ανόδους με βάση το πυρίτιο.
Η εταιρεία αποκαλεί το νέο της υλικό «Titan Silicon», δήλωσε ο CEO της Sila, Gene Berdichevsky, και βρίσκεται στα τελευταία στάδια πιστοποίησης με τις αυτοκινητοβιομηχανίες πριν ξεκινήσει η παραγωγή της σε ένα νέο εργοστάσιο στα τέλη του επόμενου έτους, το οποίο θα βρίσκεται στο Moses Lake της Ουάσινγκτον.
Η Sila λέει ότι οι συγκεκριμένη άνοδος από πυρίτιο – η οποία είναι 100% συμβατή τόσο με πρισματικές όσο και με κυλινδρικού τύπου μπαταρίες – θα αυξήσει άμεσα τη μέγιστη αυτονομία των ηλεκτρικών οχημάτων τουλάχιστον κατά 20%.
Ο πρώτος πελάτης της αμερικανικής εταιρείας είναι η Mercedes, η οποία θα χρησιμοποιεί τη συγκεκριμένη άνοδο στη μπαταρία της νέας EQG, την ηλεκτρική έκδοση της G-Class που θα δούμε να αποκαλύπτεται πλήρως στις αρχές του 2025.
Η CEO της Sila δήλωσε επίσης ότι η εταιρεία θα είναι σε θέση να κατασκευάζει αρκετές ανόδους με βάση το πυρίτιο για μπαταρίες που θα μπορούν να εξοπλίζουν έως και 200.000 EVs ετησίως έως το 2026 – και αρκετές για ένα 1.000.000 EVs τον χρόνο έως το 2028.
«Είμαστε έτοιμοι να συνεργαστούμε με περισσότερες αυτοκινητοβιομηχανίες. Υπάρχουν τρία πράγματα που ενδιαφέρουν τους πελάτες, και αυτά είναι η αυτονομία, η αυτονομία και η αυτονομία! Είμαστε εδώ, και είμαστε έτοιμοι για αυτό», δήλωσε χαρακτηριστικά η Gene Berdichevsky.
Η νέα χημεία μπαταρίας με ανόδους πυριτίου
Από τότε που ήρθαν στο φως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου τη δεκαετία του 1980, οι άνοδοι κατασκευάζονται από γραφίτη, ο οποίος εξάγεται ή υποβάλλεται σε επεξεργασία σχεδόν εξ ολοκλήρου στην Κίνα.
Η άνοδος της μπαταρίας χρησιμεύει ως δεξαμενή για τα ιόντα λιθίου. Όταν η μπαταρία φορτίζεται, τα ιόντα γεμίζουν τα κενά μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη, ενώ όταν η μπαταρία αποφορτίζεται, τα τελευταία ρέουν προς την άλλη πλευρά του συσσωρευτή ενέργειας, που ονομάζεται κάθοδος.
Ο γραφίτης αποτελεί μέχρι τώρα ένα πρώτης τάξεως υλικό για την άνοδο, αν και προσθέτει στην μπαταρία επιπλέον βάρος και όγκο. Ωστόσο, ορισμένες αυτοκινητοβιομηχανίες, όπως η Tesla, έχουν ήδη «ασχοληθεί» με το πυρίτιο χρησιμοποιώντας μικρές ποσότητες του ελαφριού αυτού υλικού, το οποίο βοηθά μια κατά τα άλλα πανομοιότυπη μπαταρία να φορτίζεται πιο γρήγορα και να αποθηκεύει περισσότερη ενέργεια.
Εντούτοις, το πρόβλημα με το πυρίτιο είναι ότι διαστέλλεται έως και τρεις φορές περισσότερο σε μέγεθος καθώς η μπαταρία γεμίζει με ιόντα λιθίου. Ακόμη και σε ανόδους με χαμηλές συγκεντρώσεις πυριτίου, η διαστολή αυτή μπορεί να υποβαθμίσει γρήγορα την μπαταρία. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι προηγμένες μπαταρίες χρησιμοποιούν σήμερα περίπου 5% πυρίτιο στο μείγμα των ανόδων τους.
Η λύση για να κατασκευάσει κανείς μπαταρίες με περισσότερη περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι να ανακαλύψει πώς να αποτρέψει τη διαστολή, ενθυλακώνοντας τα σωματίδια πυριτίου σε ένα διαφορετικό είδος δομής. Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, η Sila περιβάλλει τα σωματίδια πυριτίου με ένα υλικό που επιτρέπει τη διόγκωση στους πόρους της δομής χωρίς να καταστραφεί το εξωτερικό κέλυφος. Αυτή η λύση περιορίζει την διαστολή κατά μόλις 6%, σύμφωνα με την εταιρεία.
Μάλιστα, ύστερα από 1.100 κύκλους φόρτισης – που ισοδυναμούν με σχεδόν 500.000 χιλιόμετρα οδήγησης – η μπαταρία διατηρεί το 80% της χωρητικότητας της – ακριβώς όπως και στις μπαταρίες με άνοδο από γραφίτη.
Η Sila, που ιδρύθηκε το 2011, δοκίμασε περισσότερες από 70.000 παραλλαγές της φόρμουλας της πριν καταλήξει στην τελική της λύση. Όπως ανακοινώθηκε, οι πελάτες της Sila θα μπορούν να επιλέξουν την ποσότητα πυριτίου που θα χρησιμοποιήσουν στις μπαταρίες τους ανάλογα με τους δικούς τους στόχους όσον αφορά την αυτονομία και το τελικό κόστος της μπαταρίας.
Μέχρι το 2030, ο CEO της Sila αναμένει ότι το ένα τρίτο των ηλεκτρικών οχημάτων στον κόσμο θα διαθέτει μπαταρίες με ανόδους με βάση το πυρίτιο, ενώ έως το 2035, η συγκεκριμένη λύση θα είναι σχεδόν καθολική.
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ
