До масового виробництва літієво-іонних батарей Enevate з кремнієвими анодами залишилося п’ять років

Швидко тільки казка мовиться. Шість років тому стало відомо про американську компанію Enevate, яка розробляла літієво-іонні батареї з кремнієвими анодами. Нова технологія обіцяла підвищену щільність зберігання енергії і швидку зарядку. З тих пір продовжується вдосконалення технології і берега уже видно. До практичного впровадження нових акумуляторів залишилося не більше 5 років.

Як повідомляє сайт IEEE Spectrum з посиланням на Enevate, акумуляторної технологією компанії зацікавилися великі виробники автомобільної промисловості, зокрема компанії Renault, Nissan і Mitsubishi, а також виробники акумуляторів LG Chem і Samsung. Всі вони виступають інвесторами Enevate. Розробка технології почалася близько 10 років тому. Якщо в автомобілях вона з’явиться, як обіцяють, в 2024-2025 роках, то шлях від проекту до його втілення складе 15 років.

До речі, до консультаційної ради компанії Enevate входить один з трьох нобелівських лауреатів 2019 року по хімії — Джон Гуденаф (John Goodenough), який отримав престижну нагороду за досягнення в області розробки літієво-іонних акумуляторів. У розробці акумуляторної технології Enevate він брав участь задовго до того, як отримав цю нагороду, так що в Enevate він не грає роль «весільного генерала», а займається справою. І, чого гріха таїти, після присудження премії в очах інвесторів надає компанії набагато більше ваги.

Ідея Enevate полягає в тому, щоб створити анод переважно з кремнію. Кремній може накопичувати іони до рекордної щільності зберігання енергії і робити це набагато швидше, ніж аноди з інших матеріалів (ймовірно, за винятком більш дорогого графена). Літієво-іонна батарея Enevate до 75% своєї ємності заряджається за 5 хвилин. Також вона володіє на 30% більшим запасом енергії, ніж сучасні літій-іонні акумулятори. У компанії цей параметр заявляють на рівні 350 Вт · год / кг. Теоретично електромобіль на акумуляторах Enevate зміг би проїхати 400 км після 5-хвилинної зарядки акумулятора.

Секрет батареї Enevate полягає в особливій будові анода. Шар кремнію в складі анода має товщину від 10 до 60 мкм і він надзвичайно пористий. Це підвищує як мобільність іонів в аноді, так і зростання щільності зберігання енергії. Також пориста структура зупиняє руйнівні процеси в кремнії, які відбуваються в процесі заряду і розряду акумуляторів.

Крім цього кремнієвий шар анода захищений з двох сторін шаром графіту. Графіт запобігає руйнівний контакт кремнію з електролітом. Головним недоліком акумуляторів Enevate було швидке руйнування кремнієвого шару анода. Так, після першого циклу заряду і розряду акумулятор втрачав 7% ємності. Пориста структура кремнієвого шару анода покликана подолати цей недолік, але наскільки компанія поліпшила кількість циклів заряду і розряду, не уточнюється. Будемо сподіватися, що компанії вистачить обіцяних чотирьох або п’яти років, щоб довести технологію до комерційного виробництва.