Используемые сегодня в Tesla Model 3 батареи имеют емкость около 260 Вт•ч/кг и 730 Вт•ч/л. Новые изделия американской компании Ampirus, вышедшие на рынок, являются рекордными коммерчески доступными аккумуляторами по емкости и плотности хранения энергии: они способны сохранять 450 Вт•ч/кг и 1150 Вт•ч/л электроэнергии. Компания заявляет, что уже доставила первую партию новых аккумуляторов «лидеру отрасли по созданию высотных наноспутников».
Первая партия аккумуляторов «самой высокой емкости» поступила в продажу. Сколько они стоят?
Калифорнийская компания Ampirus отгрузила первую партию, по ее утверждению, самых энергоэффективных литиевых батарей, доступных на сегодняшний день. Эти кремниевые анодные элементы способны запасать на 73 процента больше энергии в расчете на единицу массы, чем аккумуляторы Tesla Model 3.
Amprius
Специалистам компании удалось стабилизировать кремниевый анод и добиться очень высокой емкости аккумуляторов
По словам представителей Ampirus, впечатляющая производительность батарей обусловлена технологией анодирования нанопроволок кремния. Когда вы заряжаете литий-ионный аккумулятор, вы эффективно отрываете электрон от каждого атома лития, расположенного на катоде, и перемещаете их к аноду через внешние проводящие элементы, поскольку электроны не могут проходить через электролит или мембрану. Образовавшиеся положительно заряженные ионы лития начинают покидать катод и двигаться через электролит и сепаратор в сторону анода, где каждый из них находит электрон и внедряется в графитовую решетку.
Ampirus заменила эту графитовую решетку кремниевыми нанопроволоками. Кремний может хранить примерно в 10 раз больше лития, чем графит, но он имеет тенденцию набухать и трескаться, что резко сокращает срок службы элементов. Однако, компании удалось справиться с этой проблемой. По словам ее представителей, когда вы формируете пористые нанопроволоки из кремния и располагаете их в виде своего рода леса, кремний становится способен выдерживать набухание и сопротивляться растрескиванию, продлевая срок службы аккумулятора так, что кремниевые аноды могут стать конкурентоспособной технологией.
Компания утверждает, что кремниевые нанопроволоки встроены прямо в подложку анода, за счет чего их проводимость оказывается выше. Точный срок службы элемента не раскрывается, но сообщается, что он «отличный» и «постоянно улучшается». Ampirus отмечает, что единственная часть аккумулятора, которая подлежит периодической замене — это анод.