С литий-ионными аккумуляторами даже небольшие улучшения могут иметь большое значение, увеличивая запас хода электромобиля или увеличивая срок службы компьютера или планшета. Вот почему потенциально важно, что стартап NanoGraf из Чикаго заявляет, что его кремниевый анод позволит создать то, что генеральный директор Фрэнсис Ван назвал «самым энергоемким цилиндрическим элементом 18650 в мире», с 800 ватт-часами на литр. L). По заявлению компании, это на 28% больше времени работы, чем при использовании традиционной химии клеток. Также обещан уменьшенный вес, а также – в долгосрочной перспективе – меньшая стоимость.
Технология NanoGraf была разработана в Северо-Западном университете в 2012 году, и компания приступила к ее коммерциализации. Ван не является основателем, но пришел в компанию в 2015 году и был генеральным директором в течение последних трех лет. Сейчас в компании 32 сотрудника, и с момента основания компания привлекла 23 миллиона долларов, в основном за счет военных.
Интерес со стороны вооруженных сил очевиден, потому что NanoGraf утверждает, что может улучшить время работы портативного снаряжения солдат и снизить вес 20-фунтовой аккумуляторной батареи (вторая по весу вещь, которую они носят после бронежилета) более чем на 15 процентов. «Мы небольшая компания, и мы должны с чего-то начинать», – сказал Ван. «Военные – это отличный плацдарм для нас».
Теоретически кремниевые аноды могут хранить в 10 раз больше лития, чем традиционный графит, сообщает IEEE Spectrum . Ван переводит это как графит с 300 миллиампер-часами на грамм «по сравнению с кремнием с более чем 3000». Так почему же тогда не во всех литий-ионных элементах используется кремний?
Это не легко. Производители аккумуляторов добавляют небольшое количество кремниевого порошка в графит, но не пошли дальше, потому что кремний резко расширяется в сценариях зарядки.
По словам Сэма Абуэлсамида, главного аналитика по электронной мобильности в Guidehouse Insights, «кремниевые аноды не новость. Я не смотрел на эту конкретную компанию, но большая проблема с кремниевыми анодами – это набухание. Большинство производителей аккумуляторов ограничивают использование анода смесью примерно 10% кремния и остального графита, чтобы увеличить емкость, а также ограничить набухание. Из-за набухания вам нужно оставить больше места в упаковке, чтобы избежать сдавливания клеток, а это компенсирует повышенную плотность отдельных клеток. Если бы NanoGraf придумал способ получить увеличенную плотность без такого большого набухания, это было бы победой ».
«Это была историческая проблема, потому что кремний не так стабилен, как графит», – признает Ван. «Происходит деградация круговорота жизни. Мы думаем, что в целом решили эту проблему, и мы доказываем это на элементах и настоящих аккумуляторных батареях ».
Президент NanoGraf д-р Курт Брайтенкамп сказал в официальном сообщении компании: «Это прорыв для индустрии аккумуляторов. Плотность энергии вышла на плато, увеличившись всего на восемь процентов или около того за последнее десятилетие. Мы только что достигли 10-процентного прироста менее чем за год. Это более чем десятилетие инноваций в одной технологии ».
В настоящее время NanoGraf производит 10 тонн кремниевого анодного материала в год в Японии, но планирует открыть завод в 2022 году в западной части Чикаго, чтобы производить 35 тонн в год. Компания не планирует становиться производителем аккумуляторов – кремниевый порошок должен стать незаменимым решением для существующих производителей аккумуляторов.
У NanoGraf есть еще неназванный партнер по аккумуляторным элементам. «Это не LG Chem или Panasonic, но это один из старейших производителей литий-ионных аккумуляторов, история которого восходит к 1980-м годам», – сказал Ван. Не ожидайте, что Teslas 2022 года будет иметь значки «NanoGraf Inside», но Ван сказал, что его технология будет использоваться в портативном военном электронном оборудовании уже в следующем году.
Ван, который водит Tesla Model 3, сказал, что NanoGraf определенно следит за огромным автомобильным рынком. Но он признал, что текущая стоимость кремниевых альтернатив выше, чем готовых графитовых решений. «Мы достигаем паритета затрат с графитом на уровне 1000 тонн в год», – сказал Ван.
До этого объема еще далеко. «Что касается транспорта, мы видим возможных первых клиентов в качестве производителей продукции премиум-класса, компании, которые больше заботятся о производительности, чем о стоимости», – сказал Ван. «Вероятно, не Ford или GM, но более нишевый – возможно, John Deere или Lucid. Стоимость, безусловно, является важным фактором, но наша главная цель – перейти на электромобили ».
Ван сказал, что запас хода может не быть ключевым фактором для электромобилей завтрашнего дня – более быстрое время зарядки, которое могут поддерживать его аноды, может быть более важным фактором.
Немного на этих днях про диагностическое оборудование на https://www.diagnost.ru/ много интересного почитал, на мой взгляд это интересно и очень важно. Очень полезная информация.