Minat pasar pada silikon, anoda baterai lithium-logam hanya tumbuh – laporkan

Sebuah laporan baru oleh IDTechEx memperkirakan bahwa memasukkan 20% silikon ke dalam anoda dapat meningkatkan kepadatan energi baterai sebesar 17%, ini menjadi salah satu alasan utama mengapa sejumlah besar perusahaan tahap awal berfokus pada pengembangan bahan anoda silikon, dibandingkan dengan bidang pengembangan lithium-ion lainnya.

Silikon berpotensi meningkatkan kepadatan energi baterai secara signifikan karena memiliki kapasitas urutan besarnya lebih tinggi daripada grafit yang umum digunakan.

Menurut IDTechEx, ini berarti bahwa kepadatan energi tingkat sel hampir bisa dua kali lipat dari yang ada saat ini, membawa manfaat nyata untuk jangkauan kendaraan listrik atau runtime smartphone.

“Di luar angka utama ini, silikon juga dapat meningkatkan daya tarik sel energi yang lebih rendah, seperti lithium-iron-phosphate (LFP), mempersempit celah ke sel jenis nikel-mangan-kobalt oksida (NMC) dan meminimalkan kerugian inti LFP , terutama untuk kendaraan listrik baterai, ”tulis laporan itu.

Peneliti pasar menunjukkan bahwa, meskipun anoda silikon memiliki banyak keuntungan, mereka menderita dari rentang hidup yang pendek karena perubahan volume yang mereka alami selama bersepeda menyebabkan konsumsi elektrolit dan lithium dan menyebabkan tekanan mekanis yang pada akhirnya mengakibatkan hilangnya listrik dan ionik. daya konduksi.

“Menggabungkan porositas, aditif elektrolit, dan jaringan konduktif dan pengikat hanyalah beberapa solusi yang sedang dikembangkan,” tulis dokumen tersebut. “Silikon juga memiliki pengurangan risiko pembentukan dendrit, sedangkan porositas dan aditif konduktif yang umumnya diperlukan lebih lanjut membantu kemampuan pengisian cepat dan pengoperasian pada suhu rendah. Secara keseluruhan, anoda silikon mewakili proposisi yang sangat menjanjikan dan perusahaan sekarang mengiklankan sel dengan siklus hidup yang wajar, memberikan bukti bahwa kelemahan utama silikon hampir dapat diatasi.

Litium-logam anoda

IDTechEx juga membuat kasus untuk anoda lithium-logam, yang menyatakan bahwa mereka menjanjikan peningkatan kepadatan energi meskipun fakta bahwa mereka menderita siklus hidup yang buruk dan juga berisiko lebih tinggi dari pembentukan dendrit dan hubungan arus pendek.

“Elektrolit solid-state sedang dikembangkan secara luas sebagai solusi tetapi desain menggunakan penghalang pelindung tipis dan elektrolit cair yang stabil juga sedang dieksplorasi sebagai sarana untuk mengaktifkan anoda lithium-logam,” kata laporan itu. “SES adalah contoh menonjol dari perusahaan yang menggunakan pendekatan jenis ini. Faktanya, penggunaan sistem pemisah/elektrolit yang lebih konvensional mungkin bermanfaat untuk kepadatan energi dan kemampuan manufaktur, meskipun manfaat keamanan dari penggunaan elektrolit padat mungkin harus dikurangi sampai batas tertentu.”

Minat pasar pada silikon, anoda baterai lithium-logam hanya tumbuh - laporkan

Dalam pandangan para ahli di perusahaan Inggris, di luar hanya kepadatan energi, produsen juga melihat kemampuan pengisian cepat, sesuatu yang mungkin cocok dilakukan oleh anoda silikon, sementara perbaikan masih perlu dilakukan untuk berbasis Li-logam. sel.

“Beberapa aplikasi mungkin memerlukan kemampuan pengisian cepat dan masa pakai siklus yang sangat lama di luar 1000 siklus yang umumnya mungkin dilakukan dengan Si atau Li,” dokumen tersebut menyatakan. “Material anoda baru yang lebih banyak berdasarkan niobium dan tungsten oksida sedang dikembangkan oleh Toshiba, Echion, dan Nyobolt, dengan janji waktu pengisian 5-6 menit, siklus hidup dalam puluhan ribu tetapi dengan kepadatan energi cenderung berada di bawah LFP.”

Terlepas dari tantangan yang masih perlu diatasi, untuk IDTechEx kunci keberhasilan anoda silikon dan lithium-logam mulai bergeser ke arah bagaimana solusi ini dapat diproduksi dalam skala besar dan diintegrasikan ke dalam proses pembuatan baterai saat ini.

“Dengan kelebihan dan kekurangan yang sama, pada akhirnya, pertanyaannya bukan tentang penggunaan silikon atau litium, tetapi penerapan inovasi atau solusi yang diberikan,” laporan itu menyimpulkan.

Tinggalkan komentar