باتری خودروی برقی ۱۰۰٪ سیلیکونی شرکت آمریکایی ۵۰٪ قدرت بیشتری ارائه می‌دهد و در ۱۰ دقیقه شارژ می‌شود
با گام‌های جدید در فناوری باتری‌های نسل بعدی، یک شرکت آمریکایی برنامه‌هایی را برای تولید واحدها با آند ۱۰۰ درصد سیلیکونی رونمایی کرده است، که جایگزین کامل گرافیت می‌شود.
عملکرد باتری‌های Sionic Energy بر اساس یک کامپوزیت سیلیکون-کربن ثبت اختراع شده به نام SCC55 است که توسط Group14 Technologies توسعه یافته است.
شرکت اعلام کرده که باتری‌های آنها حداقل ۳۳۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم (Wh/kg) و ۸۴۲ وات‌ساعت بر لیتر (Wh/L) ارائه می‌دهند، با عمری به اندازه ۱۲۰۰ چرخه. آنها در قالب‌های سلولی ۴Ah تا ۱۰Ah آزمایش شده‌اند.
در همین حال، Group14 برنامه‌ریزی کرده تا در اوایل سال ۲۰۲۵ یک تأسیسات تولیدی در لیک موزز، واشنگتن افتتاح کند و ۴۰۰۰ تن SCC55 سالیانه تولید کند. این ماده می‌تواند از ۲۰ گیگاوات‌ساعت سلول پشتیبانی کند که می‌تواند تا ۲۰۰,۰۰۰ خودروی برقی یا میلیون‌ها دستگاه را قدرت بدهد. آندهای سیلیکونی چگالی انرژی ۵۰٪ بالاتر و شارژ خودروی برقی ۱۰ دقیقه‌ای ارائه می‌دهند.
شرکت در بیانیه‌ای اظهار کرد: «طراحی شده برای یکپارچه‌سازی بدون درز در فرآیندهای تولید باتری لیتیوم-یون موجود، پلتفرم باتری سیلیکونی Sionic عملکرد ماده سیلیکونی را به حداکثر می‌رساند از نظر چگالی انرژی، عمر چرخه توسعه‌یافته، و نرخ‌های شارژ سریع.»
باتری‌های نسل بعدی
تلاش‌ها برای تجاری‌سازی باتری‌های خودروی برقی نسل بعدی در حال شدت گرفتن است، با اینکه فناوری‌های مختلف، شامل باتری‌های قطره‌ای، در حال توسعه و آزمایش هستند.
آندهای سیلیکونی ، با این حال، به عنوان پیشروی این رقابت ظاهر شده‌اند، و در آمادگی تجاری از گزینه‌های قطره‌ای برتری دارند. در حالی که بیشتر باتری‌های لیتیوم-یون از گرافیت به عنوان آند استفاده می‌کنند، سیلیکون برتری قابل‌توجهی دارد و در دمای اتاق تقریباً ۳۶۰۰ میلی‌آمپر-ساعت/گرم ارائه می‌دهد که به‌طور زیادی چگالی انرژی را افزایش می‌دهد.
تا کنون، پذیرش سیلیکون به عنوان جایگزین گرافیت با ناتوانی آن در کنترل رشد خود و افزایش طول عمر چرخه خود به یک هزینه معقول محدود شده است.
SCC55 شرکت Group14 یک کامپوزیت سیلیکون-کربن است که پنج برابر ظرفیت گرافیت را ارائه می‌دهد و ۵۰ درصد چگالی انرژی بیشتری برای آندهای لیتیوم-یون ارائه می‌کند.
این ماده به عنوان یک اسفنج نانوساختار عمل می‌کند، با ذرات سیلیکونی که در یک ساختار حمایتی قرار گرفته‌اند. طراحی متخلخل اجازه می‌دهد سیلیکون به طور ایمن گسترش یابد و یون‌های لیتیوم بتوانند بدون ایجاد واکنش نامطلوب با الکترولیت عبور کنند. ساختار سیلیکون غیر بلوری آن پایداری و عمر چرخه برتر را نسبت به گزینه‌های بلوری ارائه می‌دهد.
SCC55 به عنوان یک راه‌حل فوراً قابل استفاده طراحی شده است و می‌تواند با گرافیت مخلوط یا جایگزین شود، و باتری‌های پیشرفته‌ای برای خودروهای برقی، الکترونیک و ذخیره‌سازی شبکه ایجاد کند.
افزایش چگالی انرژی
Sionic هدف دارد SCC55 و پلتفرم باتری نوآورانه خود را برای باتری‌های نسل بعدی ترکیب کند. طراحی آند سیلیکونی شرکت اجازه می‌دهد تا از مواد سیلیکونی کم‌هزینه در ظرفیت‌های بالا (>۵۰٪) استفاده شود تا به راحتی در فرآیندهای تولیدی موجود یکپارچه شود.
این فناوری کنترل توسعه سلول به کمتر از ۱۰ درصد با استفاده از افزودنی‌های شیمیایی ساده و الکترولیت‌های پیشرفته، چگالی انرژی را تا ۵۰ درصد افزایش می‌دهد و هزینه‌ها را تا ۳۰ درصد کاهش می‌دهد.
قابل استفاده با تمام مواد کاتد لیتیوم-یون، این پلتفرم مقیاس‌پذیری را برای باتری‌های لیتیوم-یون فعلی ارائه می‌دهد و عملکرد را با طراحی‌های کاتد نسل بعدی حفظ می‌کند. اکنون، این ادعا می‌کند که فناوری باتری سیلیکونی خود عملکرد بی‌نظیری ارائه می‌دهد، با انرژی خاص ۳۳۰ وزت‌ساعت بر کیلوگرم و چگالی انرژی حجمی ۸۴۲ وات‌ساعت به لیتر.
این باتری‌ها برای ماندگاری تا ۱۲۰۰ چرخه در قالب‌های سلولی از ۴Ah تا ۱۰Ah آزمایش شده‌اند. در مقابل، سلول‌های ۴۶۸۰ نیکلی شرکت تسلا گزارش شده‌اند که ۲۷۲ تا ۲۹۶ وات‌ساعت بر کیلوگرم و ۷۱۶ وات‌ساعت بر لیتر ارائه می‌دهند.
طبق گزارش IEEE Spectrum ، Sonic همچنین یک باتری ۲۰Ah با ۳۷۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم و ۱۰۰۰ وات‌ساعت بر لیتر آزمایش می‌کند، اگرچه طول عمر آن در حال حاضر تنها حدود ۶۰۰ است. تا سال ۲۰۲۵، برنامه‌هایی وجود دارد که دوام افزایش یابد و ارسال سلول‌های ۲۰Ah به مشتریان برای تأیید آغاز شود.
جالب اینکه، فناوری Sionic، که بر اساس ماده سیلیکون-کربن توسعه‌یافته توسط Group14 است، می‌تواند با سهولت در تأسیسات تولید لیتیوم-یون موجود یکپارچه شود. شرکت در یک بیانیه اظهار کرد: «پلتفرم باتری سیلیکونی Sionic قالب‌های سلولی استوانه‌ای، پاکتی و منشوری را فراهم می‌کند، مدلی که مجوز پلتفرم شرکت را تسریع کرده و پذیرش آن را در بازارهای تجاری اصلی گسترش می‌دهد.»
Sionic قصد دارد فن‌آوری و مالکیت معنوی خود را مجوز دهد، با این دید که انتظار می‌رود الکترونیک مصرفی و هوانوردی eVOTL اولین کاربرد‌ها باشند.
