С новия евтин анод електромобилите за 5 минути се зареждат за 400 км пробег

Компанията Enevate създаде специален силициев филм за анода на литиевойонните акумулаторни батерии, който значително увеличава скоростта на движение на йоните. Това съвсем елементарно решение дава възможност само за 5 минути акумулаторният блок на електромобила да се зареди за 400 км пробег и увеличава средния пробег на електрическите автомобили с 30%. Революционното решение може много бързо да излезе на пазара, понеже от технологична гледна точка в производството на новите аноди няма нищо сложно.

Производителите на акумулаторни батерии от години търсят по какъв начин да заменят графитните аноди в литиевойонните батерии със силициеви, които значително биха увеличили пробега на електромобилите. Някои нови разработки вече трябва да излязат на пазара, но те са предимно за електронните устройства. При тях обикновено се използва силициев оксид или смес от силиций и въглерод.

Американската компания Enevate има друг подход. Нейните специалисти използват пореста лента от почти чист силиций. Освен че решението е много евтино, то увеличава средния пробег на електромобилите със солидните 30%. Уеб изданието Spectrum добавя, че за да се зареди подобен акумулаторен блок за 400 км пробег са достатъчни само 5 минути.

Когато литиевойонните батерии се зареждат, йоните на лития се движат от катода към анода. Колкото повече йони може да побере анодът, толкова по-голяма е енергийната плътност, по-висок е капацитетът и батерията работи по-дълго. На теория, силицият може да задържи десет пъти повече енергия от графита, Но при циклите на зареждане и разреждане той силно се разширява и свива, като по този начин издържа само няколко цикъла на зареждане и разреждане.

За да повишат технологичния живот на анодите някои производители на акумулаторни батерии използват специално пластмасово вещество за външно покритие на анодите. Но Enevate има друг подход – компанията е патентовала свой собствен процес за създаването на порест силициев филм, с дебелина от 10 до 60 nm, който се нанася директно върху медно фолио. Защитният слой не дава възможност на силиция да осъществи химическа реакция с електролита.

Интересно е, че процесът на производство не изисква качествен силиций и новите аноди са дори по-евтини от графитните при акумулаторни батерии с един и същ капацитет. Новите аноди са съставени почти изцяло от силиций, което дава възможност на йоните да се движат много по-бързо. Именно затова новите батерии се зареждат до 75% само за пет минути.

Преди около една година американски учени измислиха как да заменят катода от литиево-кобалтов оксид с ванадиев дисулфид по такъв начин, че новият материал да не намалява технологичното време на живот на акумулаторната батерия. За тази цел е необходимо катодът да бъде покрит с нанослой от титанов дисулфид.