Nieuwe week, nieuwe batterij: LeydenJar heeft siliciumanodes en 170 procent batterijen. cadeau

Het Nederlandse bedrijf LeydenJar (Poolse Leidse fles) pochte met het creëren van een productieklare siliciumanode voor lithium-ioncellen. Hierdoor kan de celcapaciteit met wel 70 procent worden vergroot vergeleken met standaardoplossingen met grafietanodes.

Silicium in plaats van grafiet in anoden is een mooi voordeel maar een lastige factor.

inhoudsopgave

• Silicium in plaats van grafiet in anoden is een mooi voordeel maar een lastige factor.
  • LeydenJar: En we hebben silicium gestabiliseerd, ha!
  • Het uithoudingsvermogenprobleem blijft bestaan

Silicium en koolstof behoren tot dezelfde groep elementen: koolstofhoudende elementen. Koolstof in de vorm van grafiet wordt gebruikt in de anodes van lithium-ioncellen, maar er is lang gezocht naar een manier om het te vervangen door een goedkoper en veelbelovender element: silicium. Siliciumatomen vormen een meer losse en poreuze structuur. En hoe poreuzer de structuur, hoe groter de verhouding van oppervlak tot volume, hoe meer plaatsen waar lithiumionen kunnen worden gefixeerd.

Meer ruimte voor lithiumionen betekent meer anodecapaciteit. Dat wil zeggen een grotere batterijcapaciteit waarin een dergelijke anode wordt gebruikt.

Theoretische berekeningen laten dat zien siliciumanode kan tien keer (10 keer!) meer lithiumionen opslaan dan grafietanode. Hieraan zijn echter kosten verbonden: terwijl grafietanodes tijdens het opladen lichtjes uitzetten, kan een geladen siliciumanode tot drie keer opzwellen (300 procent)!

Effect? Het materiaal brokkelt af, de schakel verliest snel zijn capaciteit. Kortom: het kan weggegooid worden.

LeydenJar: En we hebben silicium gestabiliseerd, ha!

De afgelopen tien jaar is het mogelijk geworden om grafiet gedeeltelijk aan te vullen met silicium om op zijn minst een paar procent van het extra vermogen terug te winnen. Dergelijke systemen zijn gestabiliseerd met verschillende nanostructuren, zodat het effect van siliciumroostergroei de cellen niet beschadigt. LeydenJar zegt een methode te hebben ontwikkeld om anodes te gebruiken die volledig uit silicium bestaan.

Het bedrijf heeft siliciumanodes getest in in de handel verkrijgbare kits, bijvoorbeeld met NMC 622-kathodes. specifieke energie 1,35 kWh/lterwijl de 2170 cellen die in de Tesla Model 3/Y worden gebruikt ongeveer 0,71 kWh/L bieden. LeydenJar zegt dat de energiedichtheid 70 procent hoger is, wat betekent dat een batterij van een bepaalde grootte 70 procent meer energie kan opslaan.

Als we dit vertalen naar de Tesla Model 3 Long Range: in plaats van een echte 450 kilometer zou het vliegbereik op één lading 765 kilometer kunnen bereiken.. Geen batterij-upgrade.

Het uithoudingsvermogenprobleem blijft bestaan

Helaas zijn op siliciumanode gebaseerde LeydenJars niet perfect. Ze waren in staat om te overleven meer dan 100 werkcycli в laad-/ontlaadvermogen 0,5C. De industrienorm is minimaal 500 cycli, en bij 0,5°C moeten zelfs niet zo ingewikkelde lithium-ioncellen 800 cycli of meer kunnen doorstaan. Daarom werkt het bedrijf aan het verlengen van de levensduur van de cellen.

> Samsung SDI met lithium-ionaccu: nu grafiet, straks silicium, straks lithium-metaalcellen en een actieradius van 360-420 km in de BMW i3

Noot van de redactie www.elektrowoz.pl: als we het hebben over silicium en grafiet in lithium-ioncellen, hebben we het over anodes. Aan de andere kant, als we NMC, NCA of LFP noemen, soms met behulp van de term "celchemie", hebben we het over kathodes. De cel is een anode, kathode, elektrolyt en enkele andere elementen. Elk van hen beïnvloedt de parameters.

Noot van de redactie 2 www.elektrowoz.pl: Het zwelproces van siliciumanodes mag niet worden verward met het zwellen van cellen in zakken. Deze zwellen op door het gas dat binnenin vrijkomt en niet van binnenuit kan ontsnappen.

Introfoto: iets ponsen 😉 (c) LeydenJar. Gezien de context hebben we het waarschijnlijk over de siliciumanode. Als je echter let op de zachtheid van het materiaal (het buigt, het kan met een scalpel worden gesneden), dan hebben we te maken met sommige siliconen, op silicium gebaseerde polymeren. Wat op zichzelf intrigerend is.

Dit kan je interesseren: