За предыдущие три десятилетия литий-ионные аккумуляторы заняли центральное место в преобразовании сферы потребительских товаров, практически во всех сегментах, начиная от зубной щётки, и заканчивая электромобилями. Но чем больше в нашу жизнь входят электрифицированные с помощью литиевых аккумуляторов товары, тем больше к этим аккумуляторам предъявляется требований по энергоёмкости и долговечности. Это связано, в том числе, и с экологическими нормами, с финансовой эффективностью, и конечно с тем, что потребности в аккумуляторах растут, а вот разведанные запасы лития ограничены.
Значит нужно создавать и разрабатывать технологии, которые позволяли бы улучшать потребительские свойства аккумуляторов, а при этом сокращать в их составе долю потенциально дефицитного сырья. Чтобы реализовать эти условия компании создают новые технологии, и сегодня стало очень популярно использовать при этих решениях графен. Совсем недавно мы рассказывали вам про революционный графеновый алюминиево-литиевый аккумулятор от австралийской компании GMG. Сегодняшняя новость пришла из Чикаго.
Форм-фактор 18650, проверенный временем, станет ещё эффективнее
Электромобильная революция, начатая Tesla и Илоном Маском, заставила старых автопроизводителей и даже военных вкладываться в перспективные разработки, которые могут радикально улучшить показатели знакомым всем литиевых аккумуляторов. Как рациональные и дальновидные участники этого процесса, инвесторы не складывают все яйца в одну корзину, и привлекают к этим разработкам не только известные компании с громадным опытом, но и стартапы, которые порой выдают на гора технологии, которые не решались опробовать другие. В число таких молодых компаний входит американская NanoGraf.
Чикагская компания за три года получил на свои исследования немалые финансы от заинтересованных сторон. В прошлом году Министерство обороны США предоставило NanoGraf грант в размере 1,65 млн.$ на разработку литий-ионных аккумуляторов с длительным сроком службы для питания военной техники США. Мы уже ранее вам рассказывали, что военное ведомство США ведёт серьёзную проработку в области электрификации своего военного транспорта, от лёгких внедорожников, и до электроавиации. В 2019 году Совет США по автомобильным исследованиям, в состав которого входят Ford, General Motors и FCA (ныне Stellantis) предоставили компании 7,5 млн.$ на исследования и разработки аккумуляторных батарей для электромобилей.
Спросите, почему к очередной аккумуляторной компании такое доверие? Всё дело в личности руководителя компании, и её учредителях. Её Главным исполнительным директором NanoGraf Technologies является доктор Фрэнсис Ван. Докторскую степень он получил в 1998 году на химическом факультете Государственного университета Нью-Йорка. Потом он занимал различные должности в некоторых из крупнейших компаний по производству аккумуляторов, потребительских товаров и энергетики, в числе которых Duracell, Proctor & Gamble, Gillette, Boston Scientific и Shenhua Group. За это время он зарегистрировал десятки патентов. Сама компания NanoGraf является дочерним предприятием Северо-Западного университета и Аргоннской национальной лаборатории.
Безусловно, что сегодня “законодателем мод” в аккумуляторной области является Tesla со своими партнёрами по разработке и производству аккумуляторов. Аккумуляторные блоки своих первых люксовых электромобилей Model S и Model X Tesla комплектовало именно элементами форм-фактора 18650. И презентованная сегодня топовая новинка Tesla Model S Plaid всё также комплектуется аккумуляторами формата 18650. Но по мере развития электромобильной отрасли появились аккумуляторы формата 21700, а затем и революционный 4680. И тогда показалось, что эпоха 18650 близится к концу. Но возможно, что это не так.
NanoGraf разработала кремниевую анодную технологию, которая позволит литий-ионным батареям, традиционного форм-фактора 18650, используемым в электромобилях, работать значительно дольше и заряжаться быстрее, чем литий-ионные батареи предыдущего поколения. Основой этой инновации является запатентованная кремний-графеновая анодная технология.
По заявлениям разработчиков NanoGraf они смогли создать литий-ионный элемент 18650 с самой высокой плотностью энергии в мире, а его ресурс на 28% больше, чем у традиционных ячеек.
Элемент на основе кремниевого анода имеет мощность токоотдачи 800 Вт*ч/л. При таких показателях он, несомненно, будет интересен как производителям бытовой электроники, так и производителям различного рода электрического транспорта, и даже военным.
“…технологии NanoGraf используется запатентованная архитектура материалов из легированного кремниевого сплава для достижения лучших в своей категории характеристик и решения давних технических проблем с кремниевым анодом. Запатентованная комбинация сплавов на основе кремния и защитного неорганического и органического покрытия помогает стабилизировать активный материал во время заряда и разряда. В то время как современные аноды на основе графита предлагают емкость 372 мАч / г, материал NanoGraf можно настроить для достижения емкости от 550 мАч / г до более 1400 мАч / г, обеспечивая более высокую плотность энергии на уровне элементов и лучшие в своем классе возможности для приложения с высоким разрядом.”
Президент NanoGraf д-р Курт Брайтенкамп, «Это прорыв для индустрии аккумуляторов. Плотность энергии для классических литиевых аккумуляторов уже давно вышла на плато, увеличившись всего на восемь процентов или около того за последнее десятилетие. Мы только что достигли 10-процентного прироста менее чем за год. Это более чем десятилетие инноваций в одной технологии».
Новая технология ячеек NanoGraf вполне может в короткие сроки после начала её серийного применения дать толчок развитию электрического транспорта во всех его сегмента. Новые технологии в области литиевых аккумуляторов, а так же переход к декарбонизированной энергетики (а аккумуляторы являются важнейшей частью этого процесса) позволят США создать к 2030 году до 600 000 рабочих мест для американских граждан. В то время как бывший Президент Трамп только громогласно заявлял о величии Америки, в реальности её величие создают именно такие как NanoGraf инновационные компании, находя новые решения для уже существующих и знакомых вещей.
Уважаемые читатели, чтобы не пропустить наши свежие статьи вы можете подписаться на наш Телеграм-канал. Оставляйте комментарии, ставьте лайки, делайте репосты (кнопки соцсетей есть в конце каждого материала). Ваше участие нам очень важно!
