Νέες τεχνολογίες μπαταριών υπόσχονται να αλλάξουν τα δεδομένα της ηλεκτροκίνησης

Σχετικά άρθρα

Χρειάστηκαν να περάσουν 12 χρόνια ανάπτυξης προκειμένου η Sila να βγάλει στη παραγωγή νέες μπαταρίες, τις πρώτες με ανόδους με βάση το πυρίτιο. Η εταιρία αποκαλεί το υλικό της Titan Silicon και βρίσκεται στα τελευταία στάδια πιστοποίησης με τις αυτοκινητοβιομηχανίες προτού ξεκινήσει η παραγωγή ενός νέου εργοστασίου στα τέλη του 2024. Η Sila ισχυρίζεται ότι οι ανόδοι Titan Silicon θα αυξήσουν αμέσως τη μέγιστη αυτονομία των ηλεκτρικών αυτοκινήτων κατά 20%.

Ο πρώτος πελάτης της είναι η Mercedes-Benz, η οποία θα χρησιμοποιεί ανόδους Titan Silicon στο EQG, την ηλεκτρική έκδοση της G-Class, ξεκινώντας από τις αρχές του 2025. Η Mercedes-Benz ανακοίνωσε ότι η επερχόμενη EQG θα έχει ενεργειακή πυκνότητα 800 watt/h ανά λίτρο μπαταρίας. Αυτό θα σημαίνει ότι θα παρέχει σχεδόν διπλάσια αυτονομία από ό,τι οι μπαταρίες ίδιου μεγέθους.

Η εταιρία πιστεύει πως το εργοστάσιο της θα είναι σε θέση να κατασκευάζει μπαταρίες για έως 200.000 ηλεκτρικά αυτοκίνητα ετησίως έως το 2026, με το νούμερο αυτό να αυξάνεται στο 1 εκατ. έως το 2028.

Η Sila δεν είναι η μοναδική εταιρεία που ασχολείται με μπαταρίες ανόδου του πυριτίου. Η Tesla έχει ξεκινήσει την ανάπτυξη τέτοιων μπαταριών από το 2020. Άλλες εταιρίες που ασχολούνται με μπαταρίες με ανόδους με βάση το πυρίτιο είναι η Group14 Technologies που συνεργάζεται με την Porsche και η OneD Battery Sciences που συνεργάζεται με την GM.

Οι μπαταρίες ανόδου πυριτίου αντικαθιστούν την άνοδο γραφίτη μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου με πυρίτιο. Από τότε που εφευρέθηκαν οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι άνοδοι κατασκευάζονται από γραφίτη. Η άνοδος της μπαταρίας χρησιμεύει ως δεξαμενή για τα ιόντα λιθίου. Όταν η μπαταρία φορτίζεται, τα ιόντα γεμίζουν τα κενά μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη. Όταν η μπαταρία αποφορτιστεί, τα ιόντα ρέουν προς την άλλη πλευρά της μπαταρίας, που ονομάζεται κάθοδος. Οι πιο πρόσφατες εξελίξεις στη χημεία των μπαταριών έχουν επιτευχθεί στην πλευρά της καθόδου.

Ο γραφίτης λειτουργεί καλά ως υλικό ανόδου αλλά έχει υπερβολικά πολύ βάρος και όγκο. Ορισμένες αυτοκινητοβιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της Tesla, έχουν ήδη “ραντίσει” τις ανόδους με μικρές ποσότητες πυριτίου, το οποίο βοηθά μια κατά τα άλλα πανομοιότυπη μπαταρία να φορτίζεται πιο γρήγορα και να αποθηκεύει περισσότερη ενέργεια.

Αλλά το πρόβλημα με το πυρίτιο, μέχρι σήμερα αξεπέραστο, είναι ότι επεκτείνεται τρεις φορές σε μέγεθος καθώς η μπαταρία γεμίζει με ιόντα λιθίου. Ακόμη και σε χαμηλές συγκεντρώσεις πυριτίου, η διόγκωση μπορεί να υποβαθμίσει γρήγορα την μπαταρία. Οι μπαταρίες υψηλής τεχνολογίας σήμερα χρησιμοποιούν περίπου 5% πυρίτιο στο μείγμα.

Για να καταφέρει κάποιος να κατασκευάσει μπαταρίες με περισσότερη περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι να ανακαλύψει πώς να αποτρέψει τη διαστολή, ενθυλακώνοντας τα σωματίδια πυριτίου σε κάποιο είδος δεσμευτικής δομής. Η τεχνολογία της Sila βασίζεται σε ένα κρηπίδωμα που μοιάζει με ελβετικό τυρί, περιβάλλει το πυρίτιο και του επιτρέπει να επεκταθεί στους πόρους της δομής χωρίς να καταστρέψει το εξωτερικό κέλυφος.

Οι μικροσκοπικές κάψουλες της Sila περιορίζουν την επέκταση σε μόλις 6%, σύμφωνα με την εταιρεία, μια επέκταση ανάλογη με του γραφίτη. Μετά από 1.100 κύκλους φόρτισης, που ισοδυναμούν σε σχεδόν 600.000 χλμ, η μπαταρία διατηρεί το 80% της αρχικής της χωρητικότητας.

Για τα πρώτα χρόνια της επιτάχυνσης της παραγωγής, το Titan Silicon θα πωλείται σε premium αυτοκίνητα με μπαταρίες μεγάλης εμβέλειας υψηλής τεχνολογίας. Μόλις οι άνοδοι με βάση το πυρίτιο φτάσουν στην πλήρη παραγωγή θα κοστίζουν σημαντικά λιγότερο από τον γραφίτη και αναμένεται ότι σύντομα θα κυριαρχήσουν.

Η Sila, που ιδρύθηκε το 2011, δοκίμασε περισσότερες από 70.000 παραλλαγές της φόρμουλάς της πριν καταλήξει στο Titan Silicon που, όπως ισχυρίζεται, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για 100% ανόδους πυριτίου και μερικές από τις πιο ενεργειακά πυκνές μπαταρίες που έχουν κατασκευαστεί ποτέ. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες θα μπορούν να επιλέξουν την ποσότητα πυριτίου που θα χρησιμοποιήσουν στις μπαταρίες τους ανάλογα με τους στόχους τους για εμβέλεια και κόστος.

Θα πρέπει επίσης να υπάρχει επαρκής ζήτηση για μια ποικιλία προσεγγίσεων. Μόλις επιτευχθεί η ισοτιμία κόστους με τον γραφίτη, η υιοθέτηση των ανοδίων πυριτίου θα περιοριστεί μόνο από το πόσο γρήγορα μπορούν να παραχθούν.

Μέχρι το 2030, η Sila αναμένει ότι το ένα τρίτο των ηλεκτρικών οχημάτων στον κόσμο θα χρησιμοποιεί ανόδους με βάση το πυρίτιο. Μέχρι το 2035, όπως λέει χαρακτηριστικά, θα το κάνουν όλοι.

Επί του παρόντος, οι μπαταρίες που χρησιμοποιούν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα διαθέτουν κυρίως κοβάλτιο, αλουμίνιο, νικέλιο, μαγγάνιο, λίθιο και σίδηρο, αλλά το κόστος για αυτά τα υλικά έχει αυξηθεί κατακόρυφα τον τελευταίο καιρό, γεγονός που έχει οδηγήσει τις εταιρίας να αναζητήσουν εναλλακτικές λύσεις.

Οι κινέζικες CATL και BYD, έγιναν οι πρώτες μεγάλες εταιρίες κατασκευής μπαταριών που έκαναν γνωστό πως μέσα στο έτος θα προσφέρουν στην αγορά μπαταρίες που χρησιμοποιούν νάτριο και δεν διαθέτουν κοβάλτιο, λίθιο ή νικέλιο.

Σύμφωνα με τον Huang Qisen, επικεφαλής του ερευνητικού κέντρου της CATL, η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών ιόντων νατρίου είναι ακόμη χαμηλότερη από αυτή των μπαταριών λιθίου φωσφορικού σιδήρου (LFP), αλλά αποδίδουν όμως καλά σε σενάρια με κρύο καιρό και γρήγορη φόρτιση.

Σε αντίθεση με το λίθιο, το νάτριο είναι φθηνότερο και άφθονο στη γη, γεγονός που καθιστά τις μπαταρίες ιόντων νατρίου πολύ πιο προσιτές. Οι μπαταρίες αυτές έχουν επίσης πλεονεκτήματα όπως καλύτερη απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία και μεγαλύτερες ταχύτητες φόρτισης σε σύγκριση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Όσον αφορά την ασφάλεια και την αντοχή, είναι εφάμιλλες με τις LFP μπαταρίες, με μοναδικό μειονέκτημα τη χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα.

Η CATL έχει αναπτύξει μπαταρίες ιόντων νατρίου με ενεργειακή πυκνότητα 160 Wh/κιλό, ελαφρώς χαμηλότερη από τις LFP μπαταρίες, ενώ υπόσχεται πως η επόμενη γενιά τους θα έχει ενεργειακή πυκνότητα 200 Wh/κιλό. Για να αυξήσει την απόδοση της μπαταρίας, η CATL σκοπεύει να συνδυάσει στοιχεία ιόντων νατρίου και ιόντων λιθίου, επεκτείνοντας έτσι την αυτονομία.

Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου πρώτης γενιάς της CATL κοστίζουν περίπου 77 δολάρια ανά kWh, με τη δεύτερη γενιά να κοστίζει κάτω από τα 40 δολάρια ανά kWh, κάτι που θα έχει ως αποτέλεσμα τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα που θα τις χρησιμοποιούν να είναι φθηνότερα.

Τα πρώτα αυτοκίνητα που χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων νατρίου είναι τα iCAR της Chery , που αναμένεται να κυκλοφορήσουν το τέταρτο τρίμηνο του έτους. Η Chery θα χρησιμοποιήσει επίσης τις μπαταρίες ιόντων νατρίου της CATL στα μικρότερα ηλεκτρικά της, όπως το QQ Ice Cream και το Little Ant. Η BYD θα τοποθετήσει μπαταρίες ιόντων νατρίου στη βασική έκδοση του Seagull.

#trending

#trending

Αξίζει να δεις
Featured

Περισσότερα νέα

Επεκτείνεται στην Ευρώπη η XPeng

Η XPeng έχει μεγάλες φιλοδοξίες για την αγορά της Ευρώπης, έχοντας ήδη παρουσία στη Νορβηγία, την Ολλανδία, τη Δανία και τη Σουηδία, πουλώντας τα...

H Lola εισέρχεται στη Formula E με τη Yamaha ως τεχνικό συνεργάτη

Η Lola Cars ανακοίνωσε σήμερα ότι επιστρέφει στον παγκόσμιο μηχανοκίνητο αθλητισμό με μια πολυετή τεχνική συνεργασία με την Yamaha, και θα εισέλθει στο παγκόσμιο...

Υπηρεσία της Polestar για πρόσβαση 650.000+ σημείων φόρτισης στην Ευρώπη

Η Polestar και η Plugsurfing εγκαινιάζουν μια νέα δημόσια υπηρεσία φόρτισης στην Ευρώπη που ονομάζεται Polestar Charge. Με περισσότερα από 650.000 συμβατά σημεία φόρτισης...

Δες την Michele Mouton να αντιδρά στη νίκη της στο Rally Ακρόπολις

Η Michele Mouton είναι η πιο επιτυχημένη γυναίκα που συμμετείχε ποτέ στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα Ράλι και φέτος συμπληρώνονται 50 χρόνια από τον πρώτο της...
Autoblog.gr