Νέα εβδομάδα, νέα μπαταρία: Το LeydenJar έχει ανόδους πυριτίου και μπαταρίες 170%. παρόν
περιεχόμενο
Η ολλανδική εταιρεία LeydenJar (Πολωνική φιάλη Leyden) καυχήθηκε ότι δημιούργησε μια άνοδο πυριτίου έτοιμη για παραγωγή για κύτταρα ιόντων λιθίου. Χάρη σε αυτό, η χωρητικότητα της κυψέλης μπορεί να αυξηθεί κατά 70 τοις εκατό σε σύγκριση με τα τυπικά διαλύματα ανόδου γραφίτη.
Το πυρίτιο αντί για γραφίτη στις ανόδους είναι ένα ωραίο πλεονέκτημα αλλά ένας δύσκολος παράγοντας.
πίνακας περιεχομένων
- Το πυρίτιο αντί για γραφίτη στις ανόδους είναι ένα ωραίο πλεονέκτημα αλλά ένας δύσκολος παράγοντας.
- LeydenJar: Και σταθεροποιήσαμε το πυρίτιο, χα!
- Το πρόβλημα της αντοχής παραμένει
Το πυρίτιο και ο άνθρακας ανήκουν στην ίδια ομάδα στοιχείων: τα ανθρακούχα στοιχεία. Ο άνθρακας με τη μορφή γραφίτη χρησιμοποιείται στις ανόδους των κυψελών ιόντων λιθίου, αλλά έχει αναζητηθεί εδώ και καιρό ένας τρόπος να αντικατασταθεί με ένα φθηνότερο και πολλά υποσχόμενο στοιχείο - το πυρίτιο. Τα άτομα πυριτίου σχηματίζουν μια πιο χαλαρή και πορώδη δομή. Και όσο πιο πορώδης είναι η δομή, τόσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία επιφάνειας προς όγκο, τόσο περισσότερα σημεία όπου μπορούν να στερεωθούν τα ιόντα λιθίου.
Περισσότερος χώρος για ιόντα λιθίου σημαίνει μεγαλύτερη χωρητικότητα ανόδου. Δηλαδή τη μεγαλύτερη χωρητικότητα της μπαταρίας στην οποία χρησιμοποιείται μια τέτοια άνοδος.
Οι θεωρητικοί υπολογισμοί το δείχνουν Η άνοδος πυριτίου μπορεί να αποθηκεύσει δέκα φορές (10 φορές!) περισσότερα ιόντα λιθίου από την άνοδο γραφίτη. Ωστόσο, αυτό έχει ένα κόστος: ενώ οι άνοδοι γραφίτη διαστέλλονται ελαφρώς κατά τη φόρτιση, μια φορτισμένη άνοδος πυριτίου μπορεί να διογκωθεί έως και τρεις φορές (300 τοις εκατό)!
Αποτέλεσμα? Το υλικό καταρρέει και ο σύνδεσμος χάνει γρήγορα τη χωρητικότητά του. Με μια λέξη: μπορείς να το πετάξεις.
LeydenJar: Και σταθεροποιήσαμε το πυρίτιο, χα!
Τα τελευταία δέκα περίπου χρόνια, κατέστη δυνατή η μερική αύξηση του γραφίτη με πυρίτιο για την ανάκτηση τουλάχιστον μερικού τοις εκατό της επιπλέον ισχύος. Τέτοια συστήματα σταθεροποιήθηκαν από διάφορες νανοδομές, έτσι ώστε η επίδραση της ανάπτυξης των δικτύων πυριτίου να μην βλάπτει τα κύτταρα. Η LeydenJar λέει ότι έχει αναπτύξει μια μέθοδο χρήσης ανοδίων κατασκευασμένων εξ ολοκλήρου από πυρίτιο.
Η εταιρεία δοκίμασε ανόδους πυριτίου σε κιτ που διατίθενται στο εμπόριο, όπως οι κάθοδοι NMC 622. ειδική ενέργεια 1,35 kWh/lενώ οι 2170 κυψέλες που χρησιμοποιούνται στο Tesla Model 3/Y προσφέρουν περίπου 0,71 kWh/L. Ο LeydenJar λέει ότι η ενεργειακή πυκνότητα είναι 70 τοις εκατό υψηλότερη, που σημαίνει ότι μια μπαταρία δεδομένου μεγέθους μπορεί να αποθηκεύσει 70 τοις εκατό περισσότερη ενέργεια.
Μεταφράζοντας αυτό στο Tesla Model 3 Long Range: αντί για τα πραγματικά 450 χιλιόμετρα, η εμβέλεια πτήσης θα μπορούσε να φτάσει τα 765 χιλιόμετρα με μία μόνο φόρτιση.. Καμία αύξηση μπαταρίας.
Το πρόβλημα της αντοχής παραμένει
Δυστυχώς, τα κύτταρα LeydenJar που βασίζονται σε ανόδους πυριτίου δεν είναι ιδανικά. Κατάφεραν να επιβιώσουν περισσότερους από 100 κύκλους εργασίας в ισχύς φόρτισης/εκφόρτισης 0,5C. Το βιομηχανικό πρότυπο είναι τουλάχιστον 500 κύκλοι και στους 0,5°C ακόμη και τα μη πολύπλοκα κύτταρα ιόντων λιθίου θα πρέπει να διαρκούν 800 κύκλους ή περισσότερους. Ως εκ τούτου, η εταιρεία εργάζεται για να αυξήσει τη διάρκεια ζωής των κυψελών.
> Samsung SDI με μπαταρία ιόντων λιθίου: σήμερα γραφίτης, σύντομα πυρίτιο, σύντομα μεταλλικές κυψέλες λιθίου και αυτονομία 360-420 km στο BMW i3
Σημείωση του συντάκτη www.elektrowoz.pl: όταν μιλάμε για πυρίτιο και γραφίτη σε κυψέλες ιόντων λιθίου, μιλάμε για ανόδους. Από την άλλη, όταν αναφέρουμε NMC, NCA ή LFP, μερικές φορές χρησιμοποιώντας τη φράση "κυτταρική χημεία", μιλάμε για καθόδους. Το στοιχείο αποτελείται από άνοδο, κάθοδο, ηλεκτρολύτη και κάποια άλλα στοιχεία. Καθένα από αυτά επηρεάζει τις παραμέτρους.
Σημείωση 2 της έκδοσης του www.elektrowoz.pl: η διαδικασία διόγκωσης των ανοδίων πυριτίου δεν πρέπει να συγχέεται με τη διόγκωση των κυττάρων σε σάκους. Οι τελευταίοι διογκώνονται λόγω του αερίου που εκλύεται στο εσωτερικό, το οποίο δεν μπορεί να διαφύγει από το εσωτερικό.
Εισαγωγική φωτογραφία: χτυπώντας κάτι 😉 (γ) LeydenJar. Δεδομένου του πλαισίου, μάλλον αναφερόμαστε στην άνοδο του πυριτίου. Ωστόσο, αν προσέξετε την απαλότητα του υλικού (λυγίζει, μπορεί να κοπεί με νυστέρι), τότε έχουμε να κάνουμε με κάποιες σιλικόνες, πολυμερή με βάση το πυρίτιο. Το οποίο από μόνο του είναι ιντριγκαδόρικο.
Αυτό μπορεί να σας ενδιαφέρει:
