Німецькі вчені повідомляють про прогрес у акумуляторах з кремнієм. Вони подолали тисячу циклів.

Кремній обіцяє акумуляторам більше енергії, проблемою є термін служби. Німецькі вчені зараз протестували елементи, які витримали понад тисячу повних циклів.

Кремній пройшов тест на термін служби

Дослідники з німецького інституту Fraunhofer ISE протестували літій-іонні елементи з анодом, багатим на кремній. Після понад 1 000 повних циклів під час контрольних вимірювань вони зберегли понад 83% початкової ємності. Цей результат отримано завдяки проекту StrOboBatt.

Саме термін служби є однією з основних перешкод для ширшого використання анодів із високим вмістом кремнію. Інститут вважає подолання тисячі циклів із збереженням принаймні 80% ємності важливою продуктивною метою, до якої спрямована розробка цих елементів.

Протестовані елементи мають ємність 25 А·год, сорок шарів та м’яку упаковку типу pouch. Вони були створені на напівавтоматичній лінії в дослідницькому центрі інституту. Це багатошарові елементи у промислово використовуваному форматі, а не просто сам матеріал.

Енергетична щільність може зростати

Дослідницький елемент досяг енергетичної щільності 280 Вт·год/кг. У промислово оптимізованій версії вчені очікують приблизно 330 Вт·год/кг. Друге значення наразі є оцінкою потенціалу конструкції, а не результатом цього тесту.

Анода поєднує кремній, вуглець та графіт. Кремнієво-вуглецевий композит становить 51% її активного матеріалу, що не є тим самим, що 51% чистого кремнію. З іншого боку елемента працює катода NMC з високим вмістом нікелю.

Вища енергетична щільність може допомогти зберігати більше енергії при однаковій масі елементів. У електромобілях це може сприяти подовженню автономності. Однак конкретна користь також залежить від конструкції всієї батареї, її охолодження та маси.

Важливу роль відіграє тиск

Важливою складовою тестування був зовнішній механічний тиск. При значенні 1 000 кПа, тобто приблизно 10 барів, елементи перевищили вказану межу терміну служби. При нижчому тиску 300 кПа, або 3 бари, корисна ємність знижувалася значно швидше.

Тиск допомагає підтримувати контакт між матеріалами електродів та обмежує їх відокремлення від основи. Тому для майбутнього використання вирішальним буде не лише хімічний склад. Важливу роль відіграє також механічна конструкція та кріплення елементів.

Крім того, вчені зафіксували зростання різниці між ємністю під час повільного контрольного розряджання та роботою при навантаженні 1C. Тому 83% збереженої ємності самі по собі не описують поведінку пристрою під вищим навантаженням. Результат є обнадійливим, проте інститут не вказує термін комерційного впровадження.

Джерела:

авторський текст / Mobilizujeme.cz

Fraunhofer ISE

Не пропустіть

У Tesla встановили бензиновий двигун. Тепер компанії з групи Obrist опинилися у банкрутстві

Alza знизила ціну чудового аксесуара для авто. Він коштує лише 92 крони, чехи його хвалять

У колесах є сонячні панелі. Новий електровелосипед обіцяє дальність поїздки до 225 кілометрів