TUDÁSTÁR

Szilikon anód akkumulátorok, melyek képesek akár 400 km távolságra 5 perc töltés után

Domonkos Milán
2020.10.04 11:36
Szilikon anód akkumulátorok, melyek képesek akár 400 km távolságra 5 perc töltés után

A porózus - vagyis lyukacsos szerkezetű - szilikon filmek nagyobb mennyiségű lítium-ion tárolására és ezek szuper gyors szállítására képesek.

Az akkumulátor tervezők hosszú évek óta kísérleteznek újabb és újabb módszerekkel, hogy lecseréljék az eddig használt grafit anódos lítium-ion akkumulátorokat szlikon anódos kivitelekre, melyek jobb hatótávolságot biztosítanak a járműveknek.

5 perc töltéssel 400 km távolság? Avagy miért jó megoldás a szilikon anódos akkumulátor

A porózus - vagyis lyukacsos szerkezetű - szilikon filmek nagyobb mennyiségű lítium-ion tárolására és ezek szuper gyors szállítására képesek.

Az akkumulátor tervezők hosszú évek óta kísérleteznek újabb és újabb módszerekkel, hogy lecseréljék az eddig használt grafit anódos lítium-ion akkumulátorokat szilikon anódos kivitelekre, melyek jobb hatótávolságot biztosítanak a járműveknek. A szilikon anódos kivitelnek több jelentős előnye van, ezek közül az egyik legfontosabb az, hogy olcsón előállíthatóak és beszerezhetőek.

Egy amerikai tudós több mint 10 évig fejlesztette azt a technológiát, amellyel sikerült 30 %-kal megnövelnie a mai elektromos autók hatótávolságát. Ez az áttörés azért fontos, mert mindössze 5 percnyi töltési idővel képes az akkumulátort annyira feltölteni, hogy akár 400 kilómétert megtehessünk elektromos autóinkkal.

Természetesen az autógyártás nagy nevei azonnal lecsaptak erre a technológiára, mint például a Renault, Nissan, Mitsubishi, azonban a Samsung és az LG Chem is érdekelt a témában.

Lítium-ion akkumulátorok működési alapelve: 

Töltés közben az akkumulátorban a lítium-ionok a katód felől az anódba vándorolnak. Az akkumulátor kapacitását az határozza meg, hogy az anód milyen mennyiségű lítium-iont képes magában eltárolni. Ez vonzza magával a nagyobb energia kapacitást illetve a nagyobb hatótávolságot. Ezeket a tulajdonságokat a szilikon anód akkumulátorok elméletileg meg tízszerezik a grafit anódhoz képest. Viszont a hátránya az, hogy kevesebb töltési ciklust képes ilyen paraméterekkel kibírni.

Emiatt a hátrány miatt a nagy akkumulátor - és autógyártó cégek egy kis szilikon port kevernek a grafit anódba, ezzel javítva az akkumulátorok tulajdonságait, de egyben megóvják az élettartamukat is.

Összegezve a szilikon anóddal rendelkező lítium-ionos akkumulátorokról olvasottakat:

Az alapötlet és a technológia felülmúlja a ma használt anyagokból készült akkumulátorokat, viszont a rövid élettartam miatt nem éri meg ezt a módszert alkalmazni elektromos járműveinkben. A manapság készült akkumulátorok nikkel-mangán-kobalt (Li-NMC) anyagokból készülnek, melyek 30%-al több energiát képesek tárolni a korábbiakhoz képest, ami szintén jelentős növekedést jelent.

forrás: advancedbatteriesresearch.com - fordította: Domonkos Milán