Press "Enter" to skip to content

Imec удваивает плотность энергии своих твердотельных батарей

Поскольку сегодняшняя технология перезаряжаемых аккумуляторов достигает физических пределов, на которые способны обычные литий-ионные и литий-полимерные конструкции, ученые вынуждены искать другие пути для значительного улучшения ассортимента тяговых аккумуляторов для электромобилей.

Твердотельные батареи являются новым вариантом. Полагаемые твердотельные аккумуляторные батареи, способные работать с более высокой плотностью энергии (в 2,5 раза выше), более быстрой зарядкой и большим количеством циклов заряда / разряда, являются многообещающими кандидатами для устранения внутренних недостатков современных литий-ионных батарей, таких как утечка электролита, легкая воспламеняемость и ограниченная плотность энергии.

Основным преимуществом технологии твердотельных батарей является использование твердых электродов и твердого электролита вместо жидких или полимерных электролитов, которые можно найти в литий-ионных или литий-полимерных батареях.

На недавно завершившемся Европейском саммите по аккумуляторным батареям для электромобилей (17-19 июня, Берлин) Imec объявил о создании твердотельной литий-металлической аккумуляторной батареи с плотностью энергии 400 Вт / л при скорости зарядки 0,5С (два часа), что вполне может быть рекордной комбинацией для твердотельной батареи. В качестве обзора скорости заряда и разряда батареи регулируются C-ставками. Емкость батареи обычно оценивается в 1C, что означает, что полностью заряженная батарея, рассчитанная на 1 Ач, должна обеспечивать ток в 1 А в течение одного часа.

Твердый нанокомпозитный электролит, разработанный бельгийским центром исследований и разработок, обладает исключительно высокой проводимостью — до 10 миллисименс / см (мСм / см), и потенциалом, по мнению исследователей, даже для более высокой проводимости. Ключевой особенностью нового материала является то, что он наносится в виде жидкости с помощью жидкого химического покрытия. Только после этого он превращается в твердое тело, когда он уже на месте, в электродах. Таким образом, он хорошо подходит для заливки в плотные порошковые электроды, где он заполняет все полости и обеспечивает максимальный контакт, как жидкий электролит.

Используя твердый нанокомпозитный электролит в сочетании со стандартным литий-железо-фосфатным (LFP) катодом и литий-металлическим анодом, Imec удалось удвоить результаты, представленные в прошлом году. Imec продолжает следовать своей дорожной карте, чтобы к 2024 году достичь плотности более 1000 Вт / л при скорости зарядки 2-3C (менее получаса).

Изготовление в EnergyVille

Кроме того, Imec объявила, что разработала пилотную линию для изготовления твердотельных элементов в EnergyVille Campus (EnergyVille — это сотрудничество между фламандскими партнерами по исследованиям KU Leuven, VITO, Imec и Университетом Хасселта в области устойчивой энергетики) и была основана в Генке, Бельгия, совместно с Университетом Хасселта. Пилотная линия позволяет изготавливать элементы прототипа емкостью до 5 А-ч (рисунок ниже):

Imec заявила о возможности удвоения плотности энергии в твердотельных батареях

Установка включает в себя пилотную линию по сборке аккумуляторов площадью 300 м2 с сухой комнатой площадью 100 м2 (производство литий-ионных аккумуляторов требует выполнения некоторых этапов обработки в сухом помещении, где содержание влаги остается ниже 100 единиц на миллион. Разработка и эксплуатация «сухой комнаты» увеличивают стоимость батареи).

Говорят, что обычная линия для нанесения «мокрого покрытия» между листами формата А4 хорошо подходит для обработки твердого электролита. Таким образом, сборка новых элементов может быть осуществлена путем небольшой модификации существующих производственных линий для литий-ионных аккумуляторов, что означает, что новая технология не потребует дорогостоящих инвестиций для перехода от жидких к твердотельным элементам.

«Новая батарея демонстрирует, что наш революционный электролит может быть интегрирован в рабочие батареи», — сказал Филипп Верикен, научный директор Imec / EnergyVille. «Пилотная линия позволяет нам сделать следующий шаг и расширить прорыв в области аккумуляторных батарей до промышленных процессов и форматов, используя производственные процессы, аналогичные процессам для аккумуляторных батарей с жидким электролитом».

Небольшое видео о твердотельных аккумуляторах:

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *