أسبوع جديد وبطارية جديدة: تمتلك LeydenJar أنودات من السيليكون وبطاريات بنسبة 170 بالمائة. حاضر
محتوى
تباهت الشركة الهولندية LeydenJar (زجاجة Leyden البولندية) بإنشاء أنود سيليكون جاهز للإنتاج لخلايا أيونات الليثيوم. بفضل هذا ، يمكن زيادة سعة الخلية بنسبة تصل إلى 70 بالمائة مقارنة بالحلول القياسية مع أنودات الجرافيت.
يعتبر السيليكون بدلاً من الجرافيت في الأنودات ميزة جيدة ولكنه عامل صعب.
جدول المحتويات
- يعتبر السيليكون بدلاً من الجرافيت في الأنودات ميزة جيدة ولكنه عامل صعب.
- LeydenJar: وقمنا بتثبيت السيليكون ، ها!
- قضية التحمل لا تزال قائمة
ينتمي السيليكون والكربون إلى نفس مجموعة العناصر: العناصر الكربونية. يُستخدم الكربون على شكل جرافيت في أنودات خلايا أيونات الليثيوم ، ولكن لطالما تم السعي لاستبداله بعنصر أرخص وأكثر واعدة - السيليكون. تشكل ذرات السيليكون بنية أكثر مرونة ومسامية. وكلما زادت مسامية الهيكل ، زادت نسبة السطح إلى الحجم ، زادت الأماكن التي يمكن فيها تثبيت أيونات الليثيوم.
مساحة أكبر لأيونات الليثيوم تعني سعة أكبر للأنود. أي سعة بطارية أكبر يستخدم فيها مثل هذا الأنود.
تظهر الحسابات النظرية ذلك يمكن أن يخزن أنود السيليكون أيونات الليثيوم أكثر بعشر مرات (10 مرات!) من أنود الجرافيت. ومع ذلك ، فإن هذا يأتي بتكلفة: بينما تتمدد أنودات الجرافيت قليلاً أثناء الشحن ، يمكن أن يتضخم أنود السيليكون المشحون حتى ثلاثة أضعاف (300 بالمائة)!
تأثير؟ تنهار المادة ، وسرعان ما يفقد الرابط قدرته. باختصار: يمكن التخلص منها.
LeydenJar: وقمنا بتثبيت السيليكون ، ها!
على مدى السنوات العشر الماضية أو نحو ذلك ، أصبح من الممكن زيادة الجرافيت جزئيًا باستخدام السيليكون لاستعادة نسبة قليلة على الأقل من الطاقة الإضافية. تم تثبيت هذه الأنظمة باستخدام بنى نانوية مختلفة بحيث لا يؤدي تأثير نمو شبكة السيليكون إلى إتلاف الخلايا. تقول LeydenJar إنها طورت طريقة لاستخدام الأنودات المصنوعة بالكامل من السيليكون.
اختبرت الشركة أنودات السيليكون في أطقم متوفرة تجاريًا ، على سبيل المثال باستخدام كاثودات NMC 622. طاقة محددة 1,35 كيلو واط ساعة / لتربينما توفر الخلايا البالغ عددها 2170 المستخدمة في طراز Tesla Model 3 / Y حوالي 0,71 كيلو واط في الساعة / لتر. يقول LeydenJar أن كثافة الطاقة أعلى بنسبة 70 بالمائة ، مما يعني أن بطارية ذات حجم معين يمكنها تخزين طاقة أكثر بنسبة 70 بالمائة.
ترجمة هذا إلى نموذج تسلا طويل المدى 3: بدلاً من 450 كيلومترًا حقيقيًا ، يمكن أن يصل مدى الطيران إلى 765 كيلومترًا بشحنة واحدة.. لا توجد ترقية للبطارية.
قضية التحمل لا تزال قائمة
لسوء الحظ ، فإن LeydenJars القائمة على أنود السيليكون ليست مثالية. كانوا قادرين على البقاء على قيد الحياة أكثر من 100 دورة عمل в شحن / تفريغ الطاقة 0,5C. معيار الصناعة هو 500 دورة على الأقل ، وعند 0,5 درجة مئوية ، يجب أن تتحمل خلايا الليثيوم أيون غير المعقدة 800 دورة أو أكثر. لذلك تعمل الشركة على زيادة عمر الخلايا.
> Samsung SDI مع بطارية ليثيوم أيون: اليوم الجرافيت ، وقريبًا السيليكون ، وقريبًا خلايا الليثيوم المعدنية ومدى 360-420 كم في BMW i3
ملاحظة المحرر www.elektrowoz.pl: عندما نتحدث عن السيليكون والجرافيت في خلايا أيونات الليثيوم ، فإننا نتحدث عن الأنودات. من ناحية أخرى ، عندما نذكر NMC أو NCA أو LFP ، نستخدم أحيانًا عبارة "كيمياء الخلية" ، فإننا نشير إلى الكاثودات. الخلية عبارة عن أنود ، كاثود ، إلكتروليت وبعض العناصر الأخرى. كل واحد منهم يؤثر على المعلمات.
الملاحظة الافتتاحية 2 www.elektrowoz.pl: لا ينبغي الخلط بين عملية انتفاخ أنودات السيليكون وبين انتفاخ الخلايا في الأكياس. ينتفخ الأخير بسبب الغاز المنبعث من الداخل ، والذي لا يستطيع الهروب من الداخل.
صورة المقدمة: لكمة شيء 😉 (ج) LeydenJar. بالنظر إلى السياق ، فإننا نشير على الأرجح إلى أنود السيليكون. ومع ذلك ، إذا انتبهت إلى نعومة المادة (تنحني ، يمكن قصها بمشرط) ، فإننا نتعامل مع بعض السيليكون والبوليمرات القائمة على السيليكون. وهو في حد ذاته مثير للفضول.
قد يثير هذا اهتمامك:
