Faltam cinco anos para a produção em massa de baterias de íon-lítio de ânodo de silício

Rapidamente apenas um conto de fadas afeta. Seis anos atrás, ficou conhecida a empresa americana Enevate, que desenvolveu baterias de íons de lítio com ânodos de silício. A nova tecnologia prometeu aumento da densidade de armazenamento de energia e carregamento mais rápido. Desde então, a melhoria da tecnologia continuou e as margens já são visíveis. Antes da introdução prática de novas baterias, não restam mais de 5 anos.

De acordo com o site IEEE Spectrum, citando a Enevate, grandes fabricantes da indústria automotiva, em particular Renault, Nissan e Mitsubishi, bem como fabricantes de baterias LG Chem e Samsung, se interessaram pela tecnologia de baterias da empresa. Todos eles são investidores da Enevate. O desenvolvimento da tecnologia começou há cerca de 10 anos. Se aparecer nos carros, como prometido, em 2024-2025, o caminho do projeto para sua implementação será de 15 anos.
A propósito, o conselho consultivo da Enevate inclui um dos três ganhadores do prêmio Nobel de química em 2019, John Goodenough, que recebeu um prêmio de prestígio por suas realizações no desenvolvimento de baterias de íon de lítio. Ele participou do desenvolvimento da tecnologia Enevate de baterias muito antes de receber esse prêmio, de modo que no Enevate ele não desempenha o papel de “general do casamento”, mas está envolvido nos negócios. E, para ser sincero, após conceder o prêmio aos olhos dos investidores, a empresa ganha muito mais peso.
A ideia da Enevate é criar um ânodo principalmente a partir de silício. O silício pode acumular íons com uma densidade recorde de armazenamento de energia e fazê-lo muito mais rápido que os ânodos de outros materiais (provavelmente com exceção do grafeno mais caro). A bateria de íons de lítio da Enevate carrega até 75% de sua capacidade em 5 minutos. Também possui 30% mais energia do que as modernas baterias de íon-lítio. A empresa reivindica este parâmetro em 350 W · h / kg. Teoricamente, um veículo elétrico com baterias Enevate poderia percorrer 400 km após uma carga de 5 minutos.
O segredo da bateria Enevate está na estrutura especial do ânodo. A camada de silício no ânodo tem uma espessura de 10 a 60 μm e é extraordinariamente porosa. Isso aumenta a mobilidade dos íons no ânodo e o aumento da densidade de armazenamento de energia. Além disso, a estrutura porosa interrompe os processos destrutivos em silício que ocorrem durante a carga e descarga de baterias.

Melhore a borda porosa do ânodo de silicone com uma folha de cobre no meio

Além disso, a camada de silício do ânodo é protegida em ambos os lados por uma camada de grafite. A grafite evita o contato destrutivo do silício com o eletrólito. A principal desvantagem das baterias Enevate foi a rápida destruição da camada de silício do ânodo. Assim, após o primeiro ciclo de carga e descarga, a bateria perdeu 7% de sua capacidade. A estrutura porosa da camada de silício do ânodo é projetada para superar essa desvantagem, mas não está especificado o quanto a empresa melhorou o número de ciclos de carga e descarga. Vamos esperar que a empresa tenha o suficiente dos quatro ou cinco anos prometidos para levar a tecnologia à produção comercial.
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