Lepšie elektromobily? Riešením je kremík. Panasonic použije Titan Silicon

Spoločnosť Sila Nanotechnologies tvrdí, že dnes je možné zvýšiť dojazd elektromobilov o 20 % a v budúcnosti potenciálne až o 40 %. Kalifornská firma, založená v roku 2011 vyvíja batériové materiály novej generácie a má za sebou výsledky. Sila dodala prvú komerčne dostupnú silikónovú anódu pre lítium-iónové batérie na svete už v roku 2021. Materiály Sila sa používajú na zvýšenie výkonu batérií v spotrebnej elektronike a budú poháňať aj elektrické vozidlá (EV). Prvou lastovičkou je séria Mercedes-Benz triedy G.

Teraz Sila Nanotechnologies podpísala dohodu s Panasonic Energy na dodávky vysokovýkonných nano-kompozitných kremíkových anód Sila, ktoré sa nazývajú Titan Silicon. Panasonic sa zameriava na výrazné zvýšenie hustoty energie svojich batérií a očakáva, že tým umožní výrobcom automobilov poskytovať „neporovnateľný výkon EV“ prostredníctvom „dramatického zvýšenia dojazdu vozidla“ a skrátenia doby nabíjania.

Podľa tlačovej správy budú anódové materiály Sila bohaté na kremík optimalizované pre lítium-iónové batérie Panasonic novej generácie a vyrobené v závode Sila v Moses Lake v štáte Washington.

Panasonic Energy neodhalil presné špecifikácie pripravovaných batériových článkov, ale známe sú jeho plány zvýšiť objemovú energetickú hustotu Li-ion batérií zo súčasných cca 800 Wh/l na 1000 Wh/l do fiškálneho roku FY30/31. Globálna produkcia batérií Panasonic pre elektromobily sa má zároveň niekoľkonásobne zvýšiť na 200 gigawatthodín ročne.

Sila potvrdzuje, že vďaka anódam Titan Silicon bude Panasonic Energy schopný urobiť významný krok k dosiahnutiu svojho cieľa 1 000 Wh/l.

Použitie kremíka je pre zlepšenie výkonu batérie kľúčové, pretože má teoreticky 10-krát väčšiu kapacitu ako grafit, ktorý sa bežne používa pri súčasnej výrobe anód lítium-iónových batérií. Expanzia kremíka počas nabíjania však spôsobuje problémy a vedie k zníženiu výkonu batérie. Sila venovala roky priemyselného výskumu na riešenie tohto problému.

Podľa spoločnosti Sila je Titan Silicon prvou na trhu overenou náhradou grafitovej anódy navrhnutou pre masový trh a vysoký výkon. Dnes môže zvýšiť hustotu energie, a tým aj dojazd EV, o 20 %, pričom ďalší vývoj má potenciál zvýšiť túto energetickú kapacitu až o 40 % oproti dnešnej úrovni. Vítaným benefitom je aj zníženie nákladov na 1 kWh.

Zlepšenie objemovej hustoty energie znamená, že batéria bude pri zachovaní rovnakej kapacity menšia. Keďže nepoznáme údaj o gravimetrickej hustote energie, nevieme, či bude aj ľahšia. Panasonic a Sila však spomínajú možnosť rýchlejšieho nabíjania – už za 10 minút.

Sila už niekoľko rokov vyvíja kompozitné anódové materiály s dominantným kremíkom a v roku 2022 zaujala spoločnosť Mercedes-Benz, ktorá má záujem o použitie energeticky hustejších batérií vo svojom plne elektrickom Mercedese-Benz Triedy G.

Panasonic pracuje aj na novej továrni na výrobu cylindrických batériových článkoch typu 4680, ktoré už používa Tesla. Panasonic Energy sa ďalej snaží rozširovať svoju sieť obstarávania kremíka nadväzovaním ďalších partnerstiev v regióne. Je možné, že tieto riešenia čoskoro prinesú batériové články novej generácie na báze kremíka, výkonnejšie a zároveň lacnejšie.