После 12 лет разработок новая категория аккумуляторных технологий, увеличивающих дальность хода, переходит к массовому производству электромобилей.
Sila Inc., базирующаяся в Кремниевой долине компания по производству аккумуляторных материалов, получившая финансирование в размере более 930 миллионов долларов, заявляет, что она завершила процесс массового производства первых анодов на основе кремния. Компания называет свой новый материал "Titan Silicon", сказал в интервью главный исполнительный директор Джин Бердичевски, и сейчас компания находится на поздних стадиях квалификации с автопроизводителями, прежде чем новый завод начнет производство в конце следующего года.
Sila утверждает, что аноды Titan сразу же увеличат максимальную дальность пробега автомобилей на 20%. Первым клиентом компании является Mercedes, который будет использовать аноды Titan в своем внедорожнике EQG, электрической версии компактного G-класса, начиная с начала 2025 года. Бердичевский говорит, что Sila сможет производить достаточно материала для 200 000 электромобилей в год к 2026 году - и достаточно для миллиона автомобилей в год к 2028 году.
"Мы готовы принять на себя больше автопроизводителей", - сказал Бердичевский. "Есть три вещи, которые волнуют покупателей, и это дальность, дальность и дальность. Мы здесь, и мы готовы к этому".
Sila - не единственная компания, участвующая в гонке за право похвастаться кремниевыми анодами. Компания Tesla Inc., чьи автомобили с большим запасом хода составляют половину продаж электромобилей в США, публично говорит о разработке собственного кремниевого анода по крайней мере с 2020 года. В Сиэтле компания Group14 Technologies получила 650 миллионов долларов и заключила соглашение о поставках с Porsche, а OneD Battery Sciences, расположенная в Пало-Альто, Калифорния, работает с General Motors. Пока неясно, кто первым расширит масштабы технологии.
Новая химия
С момента изобретения литий-ионных батарей в 1980-х годах аноды изготавливались из графита, который добывается или перерабатывается почти полностью в Китае.
Анод батареи служит резервуаром для ионов лития. Когда батарея заряжена, ионы заполняют пространство между слоями графита. Когда батарея разряжается, ионы вытекают на другую сторону батареи, называемую катодом. Большинство последних достижений в области химии аккумуляторов было достигнуто на стороне катода.
Графит хорошо работает в качестве анодного материала, но он имеет дополнительный вес и объем, которые не служат никакой цели. Некоторые автопроизводители, в том числе Tesla, уже добавляют небольшое количество легкого кремния, который помогает идентичному аккумулятору быстрее заряжаться и накапливать больше энергии. Но проблема с кремнием - и большая - заключается в том, что он увеличивается в размерах в три раза по мере заполнения батареи ионами лития. Даже при низкой концентрации кремния разбухание может быстро привести к деградации батареи. Сегодня в высококлассных батареях используется примерно 5% кремния.
Хитрость создания батарей с большим содержанием кремния заключается в том, чтобы придумать, как предотвратить расширение, заключив частицы кремния в некую связующую структуру. Решение компании Sila - это швейцарские строительные леса, похожие на сыр, которые окружают частицу кремния и позволяют ей расширяться в порах структуры, не повреждая внешнюю оболочку.
По словам компании, крошечные капсулы Sila ограничивают расширение всего до 6%, что аналогично графиту. После 1100 циклов зарядки - что эквивалентно более чем 300 000 миль пробега - батарея сохраняет 80% своей стартовой емкости. Это также соответствует графитовым батареям.
В течение первых нескольких лет ускоренного производства батареи Titan будут продаваться по завышенной цене и использоваться в высококлассных автомобилях с большим радиусом действия. Когда производство анодов на основе кремния выйдет на полную мощность, Бердичевский говорит, что их производство будет обходиться значительно дешевле, чем графитовых, и он ожидает, что они быстро станут отраслевой нормой.
83.4к
