Η ευρωπαϊκή νεοσύστατη εταιρεία μπαταριών SOLiTHOR κατασκεύασε το πρώτο της κελί επίδειξης 10 Ah, σηματοδοτώντας μια αύξηση στη φυσική κλίμακα της τεχνολογίας μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης. Η εταιρεία σκοπεύει με αυτή τη μεγαλύτερη μορφή να δείξει ότι η εργαστηριακή χημεία της μπορεί να μετατραπεί σε εμπορική παραγωγή για βιομηχανίες που απαιτούν εξειδικευμένες πηγές ενέργειας.
Η μπαταρία
Παράλληλα με την παραγωγή του μεγαλύτερου κελιού, η εταιρεία ανέφερε πυκνότητες ενέργειας σε επίπεδο στοίβας 465 Wh/kg και 1400 Wh/L σε σχεδιασμό θήκης. Οι μηχανικοί έφτασαν σε αυτά τα στοιχεία εισάγοντας μια κάθοδο υψηλής φόρτωσης με επιφανειακή χωρητικότητα 8mAh/cm2 στον ιδιόκτητο στερεό σύνθετο ηλεκτρολύτη της εταιρείας.
Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά συστήματα ιόντων λιθίου ή ορισμένα ημιστερεά σχέδια, αυτή η χημεία χρησιμοποιεί μια διαδικασία sol-gel που λειτουργεί χωρίς να απαιτεί ενέσεις υγρού ηλεκτρολύτη κατά τη συναρμολόγηση.
Οι εργαστηριακές αξιολογήσεις υποδεικνύουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά απόδοσης υπό ποικίλα λειτουργικά περιβάλλοντα. Κατά τη δοκιμή πολυστρωματικών κελιών θήκης σε θερμοκρασία 25°C, τα κελιά διατήρησαν συνεχείς ρυθμούς εκφόρτισης που έφτασαν τους 5C χωρίς να παρουσιάσουν σημαντικές μειώσεις στην χωρητικότητα.
Όρια απόδοσης και μετρήσεις ασφάλειας
Οι ίδιες μονάδες ανέχονταν σύντομους παλμούς ισχύος 30 δευτερολέπτων έως και 10°C όταν διατηρούνταν σε κατάσταση φόρτισης 50%. Αυτή η συγκεκριμένη συμπεριφορά εκφόρτισης ενέργειας είναι σχετική με μηχανήματα που απαιτούν σύντομες, έντονες ενεργειακές εξόδους, όπως τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη κατά τη διάρκεια των ακολουθιών αναχώρησης και καθόδου.
«Η SOLiTHOR έχει αναπτύξει μια χημεία που επιτρέπει στη βιομηχανία να επανεξετάσει την κατασκευή κυψελών μπαταριών στερεάς κατάστασης», δήλωσε η Δρ. Fanny Bardé, συνιδρύτρια και επικεφαλής τεχνολογίας της SOLiTHOR.
Διεξήχθησαν δοκιμές μακροπρόθεσμης σταθερότητας σε μικρότερα κυψέλες πολλαπλών στρώσεων 1 Ah. Αυτές οι μονάδες ολοκλήρωσαν περισσότερους από 500 κύκλους πλήρους εκφόρτισης διατηρώντας παράλληλα πάνω από το 80% της αρχικής τους χωρητικότητας αποθήκευσης, η οποία παρέχει ένα αρχικό σημείο αναφοράς για τη διάρκεια ζωής της χημείας.
Κατά τη διάρκεια τυποποιημένων πρωτοκόλλων ασφαλείας, τα πλήρως φορτισμένα κυψέλες πολλαπλών στρώσεων υποβλήθηκαν σε σκόπιμη υπερφόρτιση και άμεση διείσδυση με καρφιά.
Οικονομικά παραγωγής και στόχοι της βιομηχανίας
«Στις αξιολογήσεις ασφάλειας, η τεχνολογία της SOLiTHOR πέρασε με επιτυχία τις δοκιμές υπερφόρτισης και διείσδυσης καρφιών σε ένα κελί πολλαπλών στρώσεων με 100% φόρτιση, χωρίς καπνό, διαρροές, θερμική διαφυγή ή φωτιά», τόνισε η εταιρεία σε δελτίο τύπου.
«Αυτά τα τεχνικά επιτεύγματα όχι μόνο αποδεικνύουν ότι η χημεία λειτουργεί, αλλά και ότι παρέχει τον συνδυασμό ενεργειακής πυκνότητας, απόδοσης ισχύος και διάρκειας ζωής που απαιτείται για πρακτικές εφαρμογές», πρόσθεσε ο Bardé.
Το πλαίσιο κατασκευής για τη νέα χημεία βασίζεται σε συστήματα επεξεργασίας roll-to-roll που είναι ήδη συνηθισμένα στον τομέα των μπαταριών. Αφαιρώντας πλήρως το στάδιο πλήρωσης υγρού και επιταχύνοντας τα επακόλουθα πρωτόκολλα σχηματισμού χημικών και γήρανσης, το χρονοδιάγραμμα παραγωγής για αυτά τα βήματα μειώνεται κατά τα δύο τρίτα.
Επειδή αυτές οι συγκεκριμένες φάσεις αντιπροσωπεύουν κανονικά το ένα τέταρτο των συνολικών δαπανών κατασκευής κυψελών, η μείωσή τους μεταβάλλει τη συνολική οικονομία επεξεργασίας.
Προσαρμογή εγκαταστάσεων για ανάπτυξη στην αγορά
«Οι υπάρχουσες εγκαταστάσεις ιόντων λιθίου μπορούν να αναβαθμιστούν για παραγωγή στερεάς κατάστασης χωρίς νέο εξοπλισμό, περιορισμένο κόστος μεταγωγής και μειωμένο λειτουργικό κόστος», σημείωσε το δελτίο τύπου.
Η εταιρεία στοχεύει σε αρχικές εφαρμογές για τις κυψέλες μπαταριών της στους τομείς της αεροδιαστημικής, της ναυτιλίας, των μεταφορών και της άμυνας.
«Με αυτήν τη σημαντική τεχνική ενημέρωση, αποδεικνύουμε ότι η τεχνολογία μας μπορεί να παραχθεί ρεαλιστικά, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις εφαρμογών υψηλής απόδοσης και υψηλής αξίας στην αεροδιαστημική, τη διπλή χρήση και την κινητικότητα», κατέληξε ο Rodrigo P. Navarro, Διευθύνων Σύμβουλος της SOLiTHOR.
www.worldenergynews.gr
