Η ιαπωνική Asahi Kasei ανέπτυξε μια τεχνολογία μπαταριών που χρησιμοποιεί ανθρακικό λίθιο ως επιπλέον πηγή λιθίου για τη μείωση των απωλειών ενέργειας σε μπαταρίες ιόντων λιθίου με ανόδους με βάση το πυρίτιο.
H νέα μέθοδος
Η ιαπωνική εταιρεία αναφέρει ότι η μέθοδος προ-ντοπαρίσματος που χρησιμοποιεί μπορεί να κάνει το ανθρακικό λίθιο να διασπαστεί στην κανονική τάση λειτουργίας μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου. Αυτό επιτρέπει στο φθηνό υλικό να παρέχει επιπλέον λίθιο κατά την πρώτη φόρτιση της μπαταρίας αντί να μένει αχρησιμοποίητο.
Η προσέγγιση στοχεύει σε ένα βασικό πρόβλημα με τις μπαταρίες πλούσιες σε πυρίτιο. Το πυρίτιο μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερο λίθιο από τον γραφίτη, καθιστώντας το ελκυστικό για μπαταρίες υψηλότερης ενέργειας, αλλά καταναλώνει επίσης σημαντική ποσότητα λιθίου κατά την πρώτη φόρτιση. Μέρος αυτού του λιθίου χάνεται μόνιμα, μειώνοντας την αξιοποιήσιμη χωρητικότητα της μπαταρίας.
Η τεχνολογία της Asahi Kasei έχει σχεδιαστεί για να αντισταθμίζει αυτήν την απώλεια χωρίς να απαιτούνται σημαντικές αλλαγές στις υπάρχουσες γραμμές παραγωγής μπαταριών. Σε εσωτερικές δοκιμές, μια μπαταρία που χρησιμοποιεί μια άνοδο κατασκευασμένη από 90% γραφίτη και 10% μονοξείδιο του πυριτίου έδειξε αύξηση 10% στην ενεργειακή πυκνότητα.
Φθηνότερη πηγή λιθίου
Η εταιρεία επικεντρώθηκε στο ανθρακικό λίθιο επειδή είναι σχετικά φθηνό και χρησιμοποιείται ήδη ευρέως στην κατασκευή μπαταριών. Η πρόκληση είναι ότι το ανθρακικό λίθιο συνήθως αποσυντίθεται σε τάση πολύ πάνω από το εύρος στο οποίο λειτουργούν οι τυπικές μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Ο Asahi Kasei λέει ότι ειδικά πρόσθετα στον ηλεκτρολύτη μπορούν να μειώσουν τις αποτελεσματικές συνθήκες αποσύνθεσης. Με τα πρόσθετα στη θέση τους, το ανθρακικό λίθιο μπορεί να τοποθετηθεί στην κάθοδο ως πηγή λιθίου θυσίας. Κατά την αρχική φόρτιση της μπαταρίας, το υλικό αποσυντίθεται και απελευθερώνει λίθιο στο στοιχείο. Αυτό το επιπλέον λίθιο μπορεί να αντισταθμίσει την ποσότητα που καταναλώνεται από την άνοδο με βάση το πυρίτιο, αφήνοντας περισσότερο χρησιμοποιήσιμο λίθιο για τους επόμενους κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης.
Η προσέγγιση θα μπορούσε να γίνει ολοένα και πιο σχετική καθώς οι κατασκευαστές μπαταριών εξετάζουν πέρα από τις συμβατικές ανόδους γραφίτη. Το πυρίτιο διερευνάται για μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων και άλλες εφαρμογές όπου η υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα μπορεί να μεταφραστεί σε μεγαλύτερη εμβέλεια ή μεγαλύτερο χρόνο λειτουργίας.
Η εταιρεία λέει επίσης ότι η τεχνολογία μπορεί να βελτιώσει τη διάρκεια ζωής του κύκλου διατηρώντας παράλληλα χαμηλό το κόστος ανά βατώρα. Αναμένεται να λειτουργήσει με διαφορετικούς συνδυασμούς υλικών καθόδου και ανόδου, δίνοντας ενδεχομένως στους κατασκευαστές μπαταριών μεγαλύτερη ευελιξία καθώς εξελίσσονται οι χημικές ουσίες των στοιχείων.
Περισσότερη ενέργεια, λιγότερες ανταλλαγές
Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι η μέθοδος προορίζεται να ενταχθεί στις υπάρχουσες διαδικασίες παραγωγής χωρίς σημαντικές τροποποιήσεις. Αυτό θα μπορούσε να διευκολύνει τους κατασκευαστές μπαταριών να δοκιμάσουν την τεχνολογία χωρίς να κατασκευάσουν εντελώς νέα συστήματα παραγωγής.
Η Asahi Kasei σχεδιάζει να συνεργαστεί με πελάτες μπαταριών μέσω αξιολογήσεων απόδειξης της ιδέας και τελικά να παραχωρήσει άδεια χρήσης της τεχνολογίας. Η εταιρεία αναφέρει ότι θα προσφέρει διαφορετικά μοντέλα συνεργασίας ανάλογα με το πού βρίσκονται οι πελάτες στην ανάπτυξη.
Η τεχνολογία αποτελεί μέρος της ευρύτερης προσπάθειας της Asahi Kasei να εμπορευματοποιήσει τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας, την τεχνική εμπειρογνωμοσύνη και άλλη πνευματική ιδιοκτησία μέσω συμφωνιών αδειοδότησης.
www.worldenergynews.gr
