САЩ разработиха по-добър анод за литиевите батерии без китайски графит – електромобилите ще станат по-автономни и ще се зареждат по-бързо

Американските компании Group14 Technologies (подкрепена от Porsche) и Sionic Energy обявиха голям пробив в силициевите аноди за литиево-йонните батерии. Те са разработили 100% силициево-въглероден анод, който напълно елиминира графита — традиционен материал, произвеждан предимно в Китай. Технологията вече е тествана и е готова за търговска употреба. Не са необходими нови производствени линии за сглобяване на акумулатори – те работят на базата на съществуващите.

Анодите съхраняват заряд (електрони) и определят капацитета на батерията, скоростта на зареждане и теглото (анодът представлява по-голямата част от теглото на акумулатора). Group14 Technologies не е непозната в разработването на анодни материали и вече ги доставя за производството на прототипи на батерии, включително аноди с високо съдържание на силиций.

Силицият имаше проблеми – електродът се подуваше по време на работа на акумулатора, което водеше до намаляване на капацитета. Новият аноден материал на Sionic и съпътстващият го електролит коригираха тези недостатъци, както беше потвърдено от експерименти. По-конкретно, клетки с капацитет от 4, 10 и 20 Ah бяха тествани при работни температури до 45°C и 60°C – с други думи, условия, доста опасни за литиевите клетки.

Прототипните акумулатори са демонстрирали енергийна плътност до 400 Wh/kg (в сравнение с типичните 200–300 Wh/kg), издържали са на 1200 цикъла на зареждане и са се презареждали за по-малко от 10 минути. Имат способността да съхраняват 55% повече енергия със същото тегло като конвенционалните литиеви батерии. Освен това, те не изискват графит за своя анод – само силиций и въглерод – което елиминира Китай от критичната верига за доставки за производство на акумулатори в САЩ.

Увеличеният капацитет може лесно да се превърне в по-дълъг пробег за електрическите превозни средства, с което компанията възнамерява да привлече интереса на производителите на електромобили. Очаква се акумулаторите с новия анод да се появят в електрическите превозни средства още през 2026 г., а производителите на системи за съхранение на енергия ще възприемат технологията през 2027 г.

Технологията обаче вече се използва в специални проекти: в хиперколата McMurtry Spéirling със 100 kWh батерия и вероятно ще се появи в Mercedes-Benz EQG (но от друг разработчик на батерии, използващ технологията Sila). По този начин, дори преди появата на прехвалените твърдотелни батерии, силициевите аноди биха могли да бъдат следващата важна стъпка в еволюцията на акумулаторите за електромобилите.