新しい週、新しいバッテリー: LeydenJar にはシリコン陽極と 170% のバッテリーが搭載されています。 現在

オランダの企業 LeydenJar (ポーランドのライデンボトル) は、量産可能なリチウムイオン電池用のシリコン陽極の開発を誇っていました。 このおかげで、グラファイトアノードを使用した標準ソリューションと比較して、セル容量を最大 70% 増加させることができます。

アノードにグラファイトの代わりにシリコンを使用することは素晴らしい利点ですが、難しい要素でもあります。

目次

• アノードにグラファイトの代わりにシリコンを使用することは素晴らしい利点ですが、難しい要素でもあります。
  • ライデンジャー: それで、シリコンを安定化させたんですね、ははは！
  • 耐久性の問題は残る

シリコンと炭素は同じ元素グループ、つまり炭素質元素に属します。 リチウムイオン電池のアノードにはグラファイトの形の炭素が使用されていますが、それをより安価でより有望な元素であるシリコンに置き換える方法が長い間模索されてきました。 シリコン原子は、より緩い多孔質の構造を形成します。 そして、構造が多孔質になると、体積に対する表面積の比率が大きくなり、リチウムイオンを固定できる場所が増えます。

リチウムイオンのためのスペースが増えるということは、アノード容量が増えることを意味します。 すなわち、そのようなアノードが使用されると、より大きな電池容量が得られる。

理論的な計算によると、 シリコンアノードはグラファイトアノードに比べて10倍（XNUMX倍！）多くのリチウムイオンを蓄えることができます。。 ただし、これには代償が伴います。グラファイト陽極は充電中にわずかに膨張しますが、充電されたシリコン陽極は最大 300 倍 (XNUMX パーセント) も膨張する可能性があります。

効果？ 材料は崩れ、リンクはすぐにその容量を失います。 一言で言えば、「捨てられる」ということです。

ライデンジャー: それで、シリコンを安定化させたんですね、ははは！

過去 XNUMX 年ほどで、グラファイトをシリコンで部分的に強化して、余分な電力の少なくとも数パーセントを回収することが可能になりました。 このようなシステムは、シリコングリッドの成長の影響で細胞が損傷されないように、さまざまなナノ構造で安定化されています。 ライデンジャーは、完全にシリコンでできた陽極を使用する方法を開発したと述べている。

同社は、市販のキットで、たとえば NMC 622 カソードを使用してシリコン アノードをテストしました。 比エネルギー 1,35 kWh/l一方、Tesla Model 2170/Y で使用されている 3 セルは約 0,71 kWh/L を提供します。 LeydenJar 氏によると、エネルギー密度は 70% 高く、これは特定のサイズのバッテリーが 70% 多くのエネルギーを蓄えることができることを意味します。

これを Tesla Model 3 Long Range に当てはめると、実際の 450 キロメートルの代わりに、765 回の充電での飛行距離は XNUMX キロメートルに達する可能性があります。。 バッテリーのアップグレードはありません。

耐久性の問題は残る

残念ながら、シリコン陽極ベースのライデンジャーは完璧ではありません。 彼らは生き残ることができた 100以上の作業サイクル в 充放電電力 0,5C。 業界標準は少なくとも 500 サイクルであり、0,5°C では、それほど複雑でないリチウムイオン電池でも 800 サイクル以上に耐える必要があります。 したがって、同社はセルの寿命を延ばすことに取り組んでいます。

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編集者注記 www.elektrowoz.pl: リチウムイオン電池のシリコンとグラファイトについて話すとき、私たちはアノードについて話します。 一方、NMC、NCA、または LFP について言及する場合、場合によっては「セル化学」というフレーズを使用しますが、これはカソードのことを指します。 セルは、アノード、カソード、電解質、およびその他の要素から構成されます。 それぞれがパラメータに影響します。

編集者注記 2 www.elektrowoz.pl: シリコン陽極の膨張プロセスを、袋内のセルの膨張と混同しないでください。 後者は内部で放出されたガスによって膨張し、内部から逃げることができません。

紹介写真: 何かをパンチしています 😉 (c) LeydenJar. 文脈を考えると、おそらくシリコン陽極のことを指していると思われます。 ただし、材料の柔らかさ（曲がる、メスで切断できる）に注意を払う場合は、いくつかのシリコーン、シリコーンベースのポリマーを扱っています。 それ自体が興味深いです。

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