Мы часто пишем о новых перспективных химикатах для батарей. Более дешевые и безопасные материалы могут значительно ускорить внедрение экологически чистого транспорта. Но израильский стартап разработал увлекательный подход к улучшению клеток. Аддоника делает ставку на изменение динамики химических реакций. Другими словами, он достиг своих целей с помощью физики, а не химии.
Компания создала пористую поверхность для электродов. Он заменяет металлическую фольгу новой структурой, которая увеличивает поверхность этих компонентов, и это напрямую влияет на поведение ячеек, как сказал InsideEVs Мошил Битон, генеральный директор Addionics.
«Из-за специфики наших электродов мы имеем значительно более высокую плотность мощности для толстых электродов из-за неограниченного переноса электролита через весь многослойный электродный аккумуляторный элемент. Addionics создает аккумуляторные электроды, встраивая активный аккумуляторный материал в металлические металлические коллекторы 3D. Создавая пористые металлические конструкции, мы значительно улучшаем площадь контакта между материалом батареи и токосъемниками, а также транспортируем электролит по всей пористой структуре, тем самым обеспечивая более высокие токи или меньшее внутреннее сопротивление ».
Битон объясняет, что толстые электроды создают некоторые проблемы. Addionics может справиться с ними с помощью метода производства 3D электродов.
«Чем больше толщина электрода, тем выше плотность энергии элемента. Тем не менее, для толстых электродов (более 100 микрометров) плотность выходного тока уменьшается из-за извилистости электродов, омических и контактных сопротивлений, структурной стабильности (например, растрескивания и расслаивания) и так далее. Когда мы изготавливаем наши толстые электроды (более высокая энергия), мы встраиваем их в относительно жесткие трехмерные металлические коллекторы тока с определенной пористостью, площадью контакта, распределением пор по размерам и т. Д. Таким образом, мы достигаем более высоких рабочих токов (более высокой мощности). Это особенно важно в обычных многослойных батарейных элементах, где транспортировка электролита довольно ограничена, что ограничивает выходной ток ».
Когда вы превращаете эти технические объяснения в повседневную работу, они означают, что срок службы литий-ионных элементов может увеличиться на 200%, а процесс зарядки — на 50%.
«Addionics реализовала простую стратегию для сравнения: мы производим обычные батареи и батареи на основе 3DCC, используя те же материалы, электролит, размер и формат элемента, и так далее. Кроме того, мы строим электроды с одинаковой нагрузкой материала (мАч / см2) как для анода, так и для катода. После изготовления клетки испытывают с использованием тех же процедур испытаний. Увеличение срока службы на 200 процентов и увеличение времени зарядки на 50 процентов — это не утверждение, а утверждение, подтвержденное экспериментальными результатами этих процедур тестирования, основанных на вышеупомянутой стратегии сравнения ».
Если это относится к электромобилям, Битон считает, что у него есть и хорошие новости.
«С точки зрения ассортимента, это то, что в настоящее время тестируется — мы полагаем, что по крайней мере 40 процентов улучшений появятся благодаря появлению новых химических производств, где единственным решением для их размещения является трехмерная архитектура».
Учитывая, что в настоящее время ведутся многочисленные исследования, посвященные новым компонентам, таким как кремнезем, мы спросили Битона, использует ли Addionics такие материалы в качестве основы для создания этих специальных пористых электродов.
«Мы не меняем материальный состав. С 3D-электродами мы использовали обычные материалы. Решение Addionics заключается в использовании известных материалов, которые уже зарекомендовали себя в аккумуляторном пространстве, и изготовлении их в новой геометрии для повышения производительности аккумулятора ».
Это имеет смысл. Любая модификация состава батареи подразумевает изменение химического состава. Это то, что произошло с углеродными нанотрубками, которые CENS использует для достижения того же эффекта, который Addionics заявляет, что он достиг с 3D-электродами, как компания называет его созданием.
«Мы не занимаемся улучшением химического состава материалов аккумуляторов или электролитов. Вместо этого наша основная задача — разработка, проектирование и изготовление трехмерных токосъемников с контролируемой толщиной пористости, порами и так далее. В качестве таковых мы используем общепринятые в промышленности электролиты для литий-ионных батарей, содержащие линейные и циклические карбонаты с солью LiPF6 и некоторые добавки, такие как фторированные карбонаты. В катодных материалах Addionics использует самые современные материалы NMC811 с содержанием кобальта всего 10 процентов ».
Это не означает, что технология, разработанная компанией, ограничена литий-ионными элементами.
«Наше решение уже зарекомендовало себя с различными типами химии, в том числе с безобальтовым катодом, таким как LFP. Любой будущий материал / анод / катод / электролит / технологический кандидат — это возможность для нас, так как он может быть улучшен еще больше, используя решение Addionics. Мы создаем интеллектуальные структуры экономически эффективным способом с нашим изобретением ».
«Экономически эффективный» — это название игры, как напоминает нам Гилад Фишер. Директор по развитию бизнеса и маркетингу Addionics говорит, что компания была создана пять лет назад, чтобы попытаться разработать решения для некоторых наиболее важных проблем батареи, таких как образование дендритов.
«Дело в том, чтобы создать пористую структуру и изменить физику материалов. Вы можете видеть свет через это! Мы не делаем ставку на лошадь, мы делаем ставку на гонку. Наш метод улучшает химию батарей. Это экономически эффективный устойчивый процесс, который сокращает отходы и совместим с существующими заводами по производству аккумуляторов ».
Но как это уменьшает дендриты? Битон прислал нам исследование и рассказал нам, чего добивается Аддионикс в этом отношении, но не совсем так.
«3D-электроды могут смягчать образование дендритов и предотвращать проникновение дендритов в сепаратор. Мы не видели никаких признаков дендритов в наших клетках ».
Фишер сказал нам, что компания уже обсуждает использование этой технологии с производителями аккумуляторов и OEM-производителями, но не смогла сообщить, какие из них на данный момент. Мы надеемся получать новости о любых батареях с технологией Addionics, как только они появятся. Только представьте, что он может сделать для ячейки CATL на 2 миллиона километров.
