A szilícium akkumulátorok területén zajló gyors ütemű fejlesztések egyik jó példája az izraeli StoreDot startup cég – írja a CleanTechnica. A vállalat 2018-ban 20 millió dolláros befektetést kapott a BP-től. Többek között a Daimler, a VinFast, a Volvo Cars, a Polestar, az Ola Electric, a Samsung és a TDK is érdeklődik a StoreDot ultragyors töltésű szilícium akkumulátortervei iránt.
A szilíciumra való áttérés több, mint az ellátási lánc javítása. Amint azt a StoreDot technológiája is mutatja, a szilícium akkumulátorok jobb teljesítményt és gyorsabb töltést biztosíthatnak, mint a hagyományos grafit akkumulátorok.
A StoreDot rövid távú célja a 160 kilométeres töltés öt perc alatt. A vállalat várakozásai szerint két éven belül az akkumulátorok töltési ideje 4 percre csökken, a végső cél pedig 2032-re két perc lesz. Az év elején a StoreDot egy új akkumulátorcella-architektúrát is bejelentett, amelynek célja, hogy az autógyártók hatékonyabban tudják az akkumulátorcellákat csomagokká összeszerelni, ami a gyártás felgyorsítását és a költségek csökkentését szolgálja.
A legújabb fejlemény, hogy a StoreDot a hét elején stratégiai partnerséget jelentett be a kínai EVE Energy akkumulátorgyártóval, amelynek célja a szilícium XFC akkumulátorok kereskedelmi forgalomba hozatala. Az új megállapodás a két vállalat közötti meglévő együttműködésre épül.
„Az üzlet megkönnyíti, hogy a StoreDot cellái a jövőben az EVE rendkívül fejlett gyártósorain készüljenek, és közvetlenül a vállalat globális elektromos járműgyártókból álló ügyfélportfóliójába kerüljenek. A vállalat emellett licenceli technológiáját az EVE-nek, és a saját globális saját kapacitás létrehozásával együtt tovább folytatja a licencszerződések megkötését más harmadik felekkel” – magyarázza a StoreDot.
Az EVE „a világ 10 vezető akkumulátor beszállítójának egyikeként, globálisan terjeszkedő, a világ számos vezető autógyártójával szoros kapcsolatban álló vállalatként” hirdeti magát. Az EVE azt tervezi, hogy műszaki tanácsadóként és kisebbségi részvényesként részt vesz egy közös akkumulátorgyártó vállalkozásban az Egyesült Államok Mississippi államában. A másik résztvevő három A-listás teherautógyártó, a Cummins Accelera ága, a Daimler Trucks & Buses és a Kenworth és Peterbilt márkákat birtokló PACCAR.
Ami a szilíciumot illeti, az nem akármilyen szilícium. Anélkül, hogy túl sokat elárulna, a StoreDot elmagyarázza, hogy szilíciumát „szabadalmaztatott kismolekulájú szerves vegyületekkel együtt szintetizálják”.
Az eredmény „egy rendkívül hatékony aktív anyag, amely ellenáll a szilícium változásainak, például az akkumulátortöltés során bekövetkező térfogattágulásnak, az energia-elhalványulás problémáinak, a kiemelkedő sebességi képesség korlátainak és a fokozott biztonságnak” – teszi hozzá a StoreDot.
Számos autógyártó megijedt tavaly, amikor Kína új exportkorlátozást jelentett be a grafitra, az elektromos autók akkumulátorainak egyik fő összetevőjére. (Fotó: Canva)
Március elején egy másik érdekes fejlemény is napvilágot látott, amikor kiderült, hogy a Ferroglobe vezető globális cég összeállt az amerikai Coreshell akkumulátor-újító céggel, hogy szilícium-fém akkumulátorokat fejlesszenek ki és gyártsanak itt az Egyesült Államokban is.
Az egyesítés a Coreshell saját akkumulátor-technológiáit a Ferroglobe saját, alacsony költségű szilíciumtisztítási eljárásával egyesíti. „Ezek az innovációk első alkalommal teszik lehetővé olyan lítium-ion akkumulátorok kifejlesztését, amelyekben a metallurgiai szilícium domináns anódok megfelelnek a termék élettartamára vonatkozó követelményeknek az alkalmazások széles körében” – magyarázzák.
„Egyszerűsítjük a szilíciumot és lecsupaszítjuk a költségeket, hogy a létező legalacsonyabb költségű, nagy hatótávolságú elektromos akkumulátorokat hozzuk létre” – tette hozzá.
A legújabb híreket egy új, gél alapú megközelítés egészíti ki a szilícium akkumulátorok esetében, amelyet a koreai Pohangi Tudományos és Technológiai Egyetem (POSTECH) kémiai tanszékének kutatócsoportja javasolt.
[idézet]”Feltörtük a kódot, zsebbarát és sziklaszilárd, nagy energiasűrűségű, következő generációs Li-ion akkumulátor-rendszert fejlesztettünk ki mikroszilícium-részecskék és gél-polimer elektrolitok felhasználásával” – magyarázza lelkesen a POSTECH kommunikációs osztálya.[/idézet]
A kód, amelyre hivatkoznak, a szilícium akkumulátorok költsége és a szilícium részecskék mérete közötti egyensúlyt jelenti. A nanoméretű részecskék megakadályozzák, hogy a szilícium akkumulátorok a töltési ciklusok során degradálódjanak, de drágák. A mikroméretű részecskékre való áttérés javítja az energiasűrűséget, miközben csökkenti a költségeket, de ekkor az akkumulátor sérülékeny a degradációra.
A nagyobb részecskéknek a teljesítmény feláldozása nélküli bevetése érdekében a POSTECH csapata egy olyan gél típusú elektrolitot dolgozott ki, amely mikroszilícium részecskékhez kötődik.
„A hagyományos folyékony elektrolitokkal ellentétben a gél elektrolitok szilárd vagy gél állapotban léteznek, amelyet rugalmas polimerszerkezet jellemez, amely jobb stabilitással rendelkezik, mint folyékony társaik. Az eredmény figyelemre méltó volt: Az akkumulátor stabil teljesítményt mutatott még a hagyományos nanoszilícium-anódokban használtnál százszor nagyobb mikroszilícium-részecskékkel (5μm) is” – számolt a POSTECH.
A POSTECH a mindent eldöntő gyártási szempontot is figyelembe veszi, megjegyezve, hogy az új mikroszilíciumos megközelítés egyszerű gyártási folyamatot tesz lehetővé, amely azonnal alkalmazható.
Az autóiparban érdekelt felek már készülnek az új akkumulátorokra, amelyek a grafitot szilíciummal helyettesítik, és a szintetikus grafitipar is akcióba lendült. (Fotó: Canva)
Ami a grafit kérdését illeti, Kína tavaly ősszel új, szigorúbb grafitexport-engedélyezési eljárást jelentett be. Az intézkedés egyelőre csak papírmunkának tűnik. Az iparági megfigyelők azonban attól tartanak, hogy az ugatás gyorsan harapássá válhat, ami megtorló hatásokkal járhat az USA-ra és szövetségeseire nézve.
[idézet]”Kína a világ grafittermelésének közel 90%-át finomítja, amely az elektromos autók akkumulátorainak szinte valamennyi anódjához nélkülözhetetlen anyag. Tavaly a világ grafitellátásának 79%-át állította elő, míg Észak-Amerika mindössze 1,2%-kal járult hozzá” – jegyzi meg a GEP vezető globális ellátási lánc menedzsment cég.[/idézet]
Ha Kína egyszerre mindenhol elzárná a grafitcsapot, az nagy fájdalmat okozna az akkumulátorok érdekelt feleinek. Az alternatív források azonban megelőzhetik a komoly károkat, és lehetővé teszik, hogy a grafitból készült elektromos akkumulátorok gyártása a szilíciumgyártás felfutásáig gyors ütemben folytatódjon.
Bár a GEP figyelmeztet arra, hogy az alternatív grafitforrások földrajzilag korlátozottak, arra is rámutatnak, hogy Mexikó, Kanada és India is azon országok közé tartozik, amelyek segíthetnek az ellátási lánc hiányosságainak pótlásában.
A GEP azt is megjegyzi, hogy az elektromos járművek akkumulátorai újrahasznosíthatók, ami szintén több lehetőséget teremthet a grafitellátási láncban. „A beszerzési csapatoknak fel kell tárniuk az elhasználódott akkumulátorokból, valamint az akkumulátorgyártás során keletkező hulladékból és hulladékanyagokból származó grafit újrahasznosításának és újrafelhasználásának lehetőségeit”.
Kiemelt kép forrása: Canva
Devenyi Dalma
