Udane testy ogniw akumulatorowych z anodami bogatymi w krzem
Fraunhofer ISEAkumulatory litowo-jonowe z anodami bogatymi w krzem zapewniają wysoką gęstość energii, co czyni je obiecującymi rozwiązaniami w dziedzinie mobilności elektrycznej, lotnictwa, a także stacjonarnych systemów magazynowania energii. Jednak ich zastosowanie przemysłowe było dotychczas ograniczone przede wszystkim przez krótką ich żywotność.
W ramach projektu „StrOboBatt” naukowcom z Instytutu Systemów Energii Słonecznej Fraunhofera ISE udało się poddać wyprodukowanym we własnym zakresie ogniwom typu pouch (o pojemności 25 Ah z anodami bogatymi w krzem) ponad 1 000 pełnych cykli ładowania i rozładowania. Po zakończeniu cykli akumulatory zachowały ponad 83% swojej pierwotnej pojemności, osiągając gęstość energii na poziomie 280 Wh/kg. Testy te stanowią ważny krok w kierunku zastosowania anod bogatych w krzem w akumulatorach o wysokiej energii.
40 warstw i 51% kompozytu krzemowo-węglowego
Zespół wykonał 40-warstwowe ogniwa z komercyjnie dostępnych folii elektrodowych: anody krzemowo-węglowo-grafitowej i katody z bogatego w nikiel tlenku niklowo-manganowo-kobaltowego. Kompozyt krzemowo-węglowy stanowił 51% materiału aktywnego anody, która osiąga pojemność właściwą ponad 1000 mAh/g. Krzem ma dziesięciokrotnie wyższą teoretyczną pojemność właściwą niż grafit. W formacie ogniwa zoptymalizowanym przemysłowo oczekiwana gęstość energii to ok. 330 Wh/kg.
Docisk mechaniczny ma kluczowe znaczenie
Naukowcy zbadali też wpływ nacisku mechanicznego, testując ogniwa w trybie 1C przy dociskach 300 i 1000 kPa.
– Nacisk osiowy ma istotny wpływ na długoterminowe zachowanie ogniw. Przy nacisku 1000 kPa nasze ogniwa zachowują ponad 83 procent pierwotnej pojemności nawet po ponad 1000 pełnych cyklach – wyjaśnia Marc Kissling z Fraunhofer ISE.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Przy 300 kPa spadek użytecznej pojemności był znacznie większy.
Źródło: Fraunhofer ISE
