Nur ein Märchen erzählt sich schnell. Bekannt wurde das amerikanische Unternehmen Enevate, das Lithium-Ionen-Batterien mit Siliziumanoden entwickelte. Die neue Technologie versprach eine erhöhte Energiespeicherdichte und schnelles Laden. Seitdem hat sich die Technologie weiter verbessert und die Ufer sind bereits sichtbar. Bis zur praktischen Einführung neuer Batterien bleiben nicht mehr als 5 Jahre.
Как Auf der IEEE Spectrum-Website mit einem Link zu Enevate interessierten sich große Hersteller der Automobilindustrie, insbesondere Renault, Nissan und Mitsubishi, sowie die Batteriehersteller LG Chem und Samsung für die Batterietechnologie des Unternehmens. Sie alle sind Investoren von Enevate. Die Entwicklung der Technologie begann vor etwa 10 Jahren. Wenn es wie versprochen in den Jahren 2024–2025 in Autos erscheint, wird der Weg vom Projekt bis zur Umsetzung 15 Jahre betragen.
Dem Beirat von Enevate gehören übrigens auch an Chemiepreis 2019: John Goodenough, der die prestigeträchtige Auszeichnung für seine Leistungen bei der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien erhielt. Er war schon lange vor der Verleihung dieser Auszeichnung an der Entwicklung der Batterietechnologie von Enevate beteiligt, sodass er bei Enevate nicht die Rolle eines „Hochzeitsgeneral“ spielt, sondern zur Sache geht. Und ganz ehrlich: Nach der Preisverleihung erhält das Unternehmen in den Augen der Investoren deutlich mehr Gewicht.
Die Idee hinter Enevate besteht darin, eine Anode hauptsächlich aus herzustellen . Silizium kann Ionen speichern, um Energiespeicherdichten zu erreichen, und zwar viel schneller als Anoden aus anderen Materialien (möglicherweise mit Ausnahme des teureren Graphen). Der Enevate Lithium-Ionen-Akku lädt in 75 Minuten bis zu 5 % seiner Kapazität auf. Außerdem verfügt er über 30 % mehr Energiereserven als moderne Lithium-Ionen-Akkus. Das Unternehmen gibt diesen Parameter mit 350 Wh/kg an. Theoretisch könnte ein mit Enevate-Batterien betriebenes Elektrofahrzeug nach 400-minütigem Laden der Batterie 5 km zurücklegen.
Das Geheimnis der Enevate-Batterie liegt in der speziellen Anodenstruktur. Die Siliziumschicht in der Anode hat eine Dicke von 10 bis 60 Mikrometern und ist ungewöhnlich porös. Dies erhöht sowohl die Ionenmobilität in der Anode als auch die Energiespeicherdichte. Außerdem stoppt die poröse Struktur die zerstörerischen Prozesse im Silizium, die beim Laden und Entladen von Batterien auftreten.
Zusätzlich ist die Siliziumschicht der Anode auf beiden Seiten durch eine Graphitschicht geschützt. Graphit verhindert den zerstörerischen Kontakt von Silizium mit dem Elektrolyten. Der Hauptnachteil von Enevate-Batterien war die schnelle Zerstörung der Siliziumanodenschicht. Nach dem ersten Lade- und Entladezyklus verlor der Akku also 7 % seiner Kapazität. Die poröse Struktur der Silizium-Anodenschicht soll diesen Nachteil überwinden, aber um wie viel das Unternehmen die Anzahl der Lade- und Entladezyklen verbessert hat, wird nicht angegeben. Hoffen wir, dass das Unternehmen die versprochenen vier oder fünf Jahre braucht, um die Technologie in die kommerzielle Produktion zu bringen.
Source: 3dnews.ru