Технології нового технологічного процесу подвоювали вартість літій-іонних батарей

Науково-дослідницький інститут технології Массачусетса і 24М розробили поліпшений процес виробництва літій-іонних батарей нового дизайну. За словами інженерів, це не менше половинок вартості батарей шляхом спрощення процесу та зменшення кількості матеріалів, необхідних для підвищення технічних характеристик батарей.

Літій-іонні акумулятори є найдорожчою частиною електромобільу. Тільки за рахунок цього «хака» роздрібна ціна автомобіля істотно зменшиться.

«Ми редизайнували весь процес», – коментує професор Yet-Ming Chiang, співзасновник 24M (повний акумулятор A123). Поточний процес виробництва акумулятора, він сказав, що практично не змінюється в два десятиліття, оскільки технологія була винайдена. Неефективний і використовує більше кроків, ніж потрібно.

До 2020 року, Чан оцінює, що 24M зможе виробляти акумулятори менше $100 за годину кіловат. За словами експертів, це ціновий поріг для масового розподілу електромобілів. Gigafactory Тесла 1 мегафабрика, яка в даний час перебуває під будівництвом, також сподівається досягти цієї вартості за 2017 рік через масове виробництво.

На даний момент оцінюється вартість літій-іонних акумуляторів від 300 до 500 доларів на добу.

Акумулятори "Semi-solid"
Нова технологія процесу є гібридною моделлю між звичайною твердою батареєю і так званою «квітковою батареєю», в якій роль електродів виконується суспензії крихітних частинок в рідкому перекачуванні в різні відсіки акумулятора. Насправді, цей дизайн акумулятора був винайдений п'ять років тому професором Шаном та колегами.

У варіанті 24М, хоча електродний матеріал не є рідиною, він все ще складається з подібного "семі-солідного" колоїдного суспензії. По суті, його називають акумулятором «семі-солід».

Цей підхід значно спрощує виробництво батарей, а також додає гнучкість і міцність. У статті опубліковано в журналі джерела живлення (doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.06.023), новий дизайн підходить для акумуляторів з низькою щільністю енергії та високою щільністю енергії, як в лі-іонних акумуляторах.

Технологія стандартного процесу забезпечує шарування рідини на рулонах підкладки. Кожен шар необхідно висихати перед застосуванням наступного. Новий метод не вимагає висихання. Використання меншої кількості електродів з меншою товщиною, зменшує кількість шарів, необхідних в акумуляторі на 80%, а також кількість необробного матеріалу всередині акумулятора.

Якщо електроди є частинки в шламі, то заряджені частинки повинні подорожувати коротшою дистанцією — властивість відоме як «проти», що знижує кількість матеріалу, необхідних для електродів.

Ілюстрація показує, що нові батареї можуть зігнути і складати, це не впливає на свої властивості.



24М вже виготовляв близько 10000 батарей для тестування на пілотному заводі. Фірма отримала вісім патентів і 75 патентних заяв. З 50 мільйонів доларів на фінансування від компаній венчурних компаній плюс грант від Департаменту енергетики США, це ясно бізнес серйозно.

Спочатку слід використовувати акумулятори як резервні джерела енергії в альтернативній енергії, але зараз професор Шан і колеги вирішили, що нові батареї цілком підходять для електромобілів.

Що важливо, нова технологія обробки дозволяє невеликій рослині досягти такої ж вартості виробництва, як в величезній фабриці. Збільшення виробництва не дає помітного економічного ефекту. Так економічні перспективи Tesla Motors Gigafactory отримують трохи більше шансів. Однак Елон Муск не буде відхилений, якщо і без його допомоги Літій-іонні акумулятори стануть значно дешевшими.

Джерело: geektimes.ru/post/252538/