Semana nueva y batería nueva: LeydenJar tiene ánodos de silicio y baterías al 170 por ciento. está presente
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La empresa holandesa LeydenJar (botella de Leyden polaca) se jactó de haber creado un ánodo de silicio listo para la producción para celdas de iones de litio. Esto permite aumentar la capacidad de la celda en un 70 por ciento en comparación con las soluciones estándar con ánodos de grafito.
El silicio en lugar del grafito en los ánodos es una buena ventaja pero un factor difícil.
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- El silicio en lugar del grafito en los ánodos es una buena ventaja pero un factor difícil.
- LeydenJar: Y estabilizamos el silicio, ¡ja!
- El problema de la resistencia permanece
El silicio y el carbono pertenecen al mismo grupo de elementos: los elementos carbonosos. El carbono en forma de grafito se usa en los ánodos de las celdas de iones de litio, pero durante mucho tiempo se ha buscado una forma de reemplazarlo con un elemento más barato y prometedor: el silicio. Los átomos de silicio forman una estructura más suelta y porosa. Y cuanto más porosa sea la estructura, mayor será la relación entre superficie y volumen, más lugares donde se pueden fijar los iones de litio.
Más espacio para iones de litio significa más capacidad de ánodo. Es decir, una batería de mayor capacidad, que utiliza dicho ánodo.
Los cálculos teóricos muestran que un ánodo de silicio puede almacenar diez veces (¡10 veces!) más iones de litio que un ánodo de grafito... Sin embargo, esto tiene un costo: mientras que los ánodos de grafito se expanden ligeramente durante la carga, ¡un ánodo de silicio cargado puede hincharse hasta tres veces (300 por ciento)!
¿El efecto? El material se desmorona, el eslabón pierde rápidamente su capacidad. En resumen: se puede tirar.
LeydenJar: Y estabilizamos el silicio, ¡ja!
Durante los últimos diez años, se ha hecho posible complementar parcialmente el grafito con silicio para recuperar al menos un pequeño porcentaje de la energía adicional. Dichos sistemas han sido estabilizados por diversas nanoestructuras para que el efecto del crecimiento de las redes de silicio no dañe las células. LeydenJar afirma haber desarrollado un método de uso de ánodos hechos completamente de silicio.
La empresa ha probado ánodos de silicio en kits disponibles comercialmente, por ejemplo, con cátodos NMC 622. energía específica 1,35 kWh / lmientras que las 2170 celdas utilizadas en el Tesla Model 3 / Y ofrecen alrededor de 0,71 kWh / L. LeydenJar dice que la densidad de energía es un 70 por ciento más alta, lo que significa que una batería de cierto tamaño puede almacenar un 70 por ciento más de energía.
Traducimos esto al Tesla Model 3 Long Range: en lugar de los 450 kilómetros reales, el rango de vuelo podría alcanzar los 765 kilómetros con una sola carga.... Sin aumento de batería.
El problema de la resistencia permanece
Desafortunadamente, las células basadas en silicio de LeydenJar no son ideales. Ellos pudieron sobrevivir más de 100 ciclos de trabajo в carga / descarga con una capacidad de 0,5C... El estándar de la industria es de al menos 500 ciclos, ya 0,5 ° C, incluso las celdas de iones de litio no muy complejas tienen que soportar 800 o más ciclos. Por eso, la empresa está trabajando para aumentar la vida de las células.
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Nota del editor www.elektrowoz.pl: Cuando hablamos de silicio y grafito en celdas de iones de litio, estamos hablando de ánodos. Por otro lado, cuando mencionamos NMC, NCA o LFP, a veces usando la frase "química celular", nos referimos a cátodos. La celda es un ánodo, cátodo, electrolito y algunos otros elementos. Cada uno de ellos afecta a los parámetros.
Nota 2 de la edición www.elektrowoz.pl: El proceso de hinchamiento de los ánodos de silicio no debe confundirse con el hinchamiento de las células en bolsas. Estos últimos se hinchan debido al gas que se libera en el interior, que no tiene la capacidad de escapar del interior.
Foto de apertura: golpeando algo 😉 (c) LeydenJar. Dado el contexto, probablemente nos estamos refiriendo al ánodo de silicio. Sin embargo, si prestamos atención a la blandura del material (se dobla, se puede cortar con bisturí), entonces estamos ante unas siliconas, polímeros a base de silicio. Lo cual es intrigante en sí mismo.
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