Самые энергоемкие батареи Amprius вмещают на 73% больше, чем аккумуляторы Tesla Model 3

Калифорнийская компания Ampirus выпустила первую партию литиевых батарей, которые, как она утверждает, являются самыми энергоемкими на сегодняшний день. Новые питательные элементы с кремниевым анодом содержат на 73% больше энергии, чем элементы Tesla Model 3 в массовом соотношении и занимают на 37%

Для сравнения взяты элементы Tesla Model 3 поскольку они являются одними из лидирующих в отрасли и вмещают около 260 Втч/кг и 730 Втч/л. Новые аккумуляторы Ampirus — это существенное продвижение вперед, как по показателям удельной энергии, так и по плотности энергии, они содержат 450 Втч/кг и 1150 Втч/л, что дает компании право хвастаться «ячейками с самой высокой плотностью энергии, доступными сегодня в аккумуляторной промышленности».

Ampirus говорит, что впечатляющая производительность батарей обусловлена технологией анодов из кремниевых нанопроволок. Когда вы заряжаете литий-ионный аккумулятор, вы отрываете электрон от каждого атома лития, расположенного на катоде, и перемещаете его к аноду по внешней проводке, поскольку электроны не могут пройти через электролит или разделитель между анодом и катодом. Их отрицательный заряд притягивает положительно заряженные ионы лития через электролит и сепаратор, где каждый из них находит электрон и внедряется в то, что обычно представляет собой графитовую решетку на аноде.

Электроды из кремниевой нанопроволоки могут хранить больше лития, чем обычная графитовая решетка, и в компании говорят, что они служат достаточно долго, чтобы конкурировать с продукцией, созданной по другим современным технологиям.

Ampirus заменила графитовую решетку на кремниевые нанопроволоки. Кремний может хранить в 10 раз больше лития, чем графит, но он имеет тенденцию набухать и трескаться, резко сокращая срок службы элемента. Разработчики утверждают, что при формировании кремния в пористые нанопроволоки, расположенные в виде решетки из более длинных проволок с более короткими проволоками, кремний способен выдерживать набухание и сопротивляться растрескиванию, продлевая срок службы ячейки до такой степени, что кремниевые аноды могут стать конкурентоспособной технологией.

Кремниевые нанопроволоки интегрированы прямо в подложку анода, поэтому их проводимость (и, следовательно, мощность) высока. Ampirus заявляет, что срок службы нового элемента «отличный» и «постоянно улучшается», хотя не указывает никаких цифр, но также уточняет, что анод — единственная часть батареи, которая претерпела значительные изменения, а остальные компоненты могут собираться с использованием существующих методов производства.

Очевидно, что мир готов и ждет аккумуляторных элементов следующего поколения, которые могут хранить больше энергии при меньших размерах и весе — все, от смартфонов до электромобилей, выиграет либо от веса, либо от уменьшения пространства, а новые технологии, такие как электросамолеты вертикального взлета и посадки (eVTOL) просто «жаждут» батарей, которые могут улучшить их дальность полета и функционал.

И, конечно же, плотность энергии и удельная энергия — это всего лишь два показателя, по которым батарея может конкурировать. Необходимо также учитывать тепловые характеристики, безопасность, скорость зарядки/разрядки и срок службы. Особенно большую роль будет играть и цена. Тот факт, что первый клиент Ampirus занимается созданием спутников, предполагает, что на данный момент эти ячейки будут не самыми дешевыми. Но компания уже ищет площадку, на которой она наладит массовое производство, что принесет экономию за счет масштаба и сделает эту технологию востребованной на рынке электротранспорта.

Источник: newatlas.com