Компанія Amprius відвантажила першу партію літієвих батарей, які, як вона стверджує, є найбільш енергоємними на сьогоднішній день. Ці елементи з кремнієвим анодом містять на 73 відсотки більше енергії, ніж елементи Tesla Model 3 за вагою, і займають на 37 відсотків менше обсягу.
За даними Enpower, нинішні елементи Tesla Model 3 служать для порівняння з новими і мають показники близько 260 Втч/кг і 730 Втч/л.
Нові акумулятори Amprius - це значний крок вперед як з питомої енергії, так і по щільності енергії: вони забезпечують 450 Втч/кг і 1150 Втч/л. Ці цифри дають їм право називатися «батареями з найвищою щільністю енергії, доступними сьогодні в акумуляторній промисловості».
В Amprius кажуть, що вражаюча продуктивність батарей обумовлена упередженою технологією анодів з кремнієвих нанопроволок.
Коли ви заряджаєте літій-іонну батарею, ви знімаєте електрон з кожного атома літію, що сидить на катоді, і переміщуєте їх до аноду через зовнішню проводку, оскільки електрони не можуть проходити через електроліт або роздільник між анодом і катодом.
Їх негативний заряд притягує позитивно заряджені іони літію через електроліт і сепаратор, де кожен з них знаходить електрон і вбудовується в те, що зазвичай являє собою графітову решітку на аноді.
Компанія Amprius замінила графітову решітку на кремнієві нанопроволоки. Кремній може зберігати в 10 разів більше літію, ніж графіт, але він має тенденцію набухати і тріскатися, різко скорочуючи термін служби елемента.
Amprius каже, що коли ви формуєте кремній в пористі нанопроволоки, розташовані у вигляді «лісу» з більш довгих дротів з більш короткими дротами між ними, кремній здатний витримувати набухання і чинити опір розтріскуванню, продовжуючи термін служби осередку до такої міри, що кремнієві аноди можуть стати конкурентоспроможною технологією.
Компанія заявляє, що кремнієві нанопроволоки вкорінені прямо в підкладці аноду, тому провідність (і, отже, потужність) висока. У звіті компанії говориться, що термін служби елемента «відмінний» і «постійно поліпшується», хоча він не вказує ніяких цифр, а також говориться, що анод - єдина частина батареї, яка змінюється; інше може бути вироблено з використанням існуючих методів виробництва і компонентів.
Очевидно, що світ готовий і чекає акумуляторних елементів наступного покоління, які можуть зберігати більше енергії при менших розмірах і вазі.
Все, від смартфонів до електромобілів, виграє або від ваги, або від зменшення обсягу, а нові технології, такі як електричні літаки вертикального зльоту і посадки, чекають нових батарей, які можуть поліпшити їх діапазон можливостей.
І, звичайно ж, щільність енергії та питома енергія - це всього лише два показники, за якими батарея повинна конкурувати. Теплові характеристики, безпека, швидкість зарядки/розрядки і термін служби відіграватимуть велику роль, як і ціна. Той факт, що перший клієнт Amprius знаходиться в передовій аерокосмічній галузі і виробляє супутники, передбачає, що на даний момент ці елементи не будуть конкурувати за ціною.
Незабаром компанія обере майданчик, на якому вона почне будувати масове виробництво, що принесе зменшення ціни за рахунок масштабу, що може зробити цю технологію затребуваною на ринку електромобілів і в інших місцях. До того часу, коли ця фабрика буде запущена, можна буде встановити деякі точні показники продуктивності іншого передового виробника електродів: Nawa Technologies.
Nawa заявляє, що розробила спосіб дешевого виробництва вертикально орієнтованих електродів з вуглецевих нанотрубок, що може призвести до 300-відсоткового поліпшення сучасних літієвих батарей.