Haifischbecken

Jun 03, 2023

Das von Mark Cuban unterstützte Unternehmen Natrion hat seine neuesten Entwicklungen in der Herstellung von Festkörperbatterien mit dem neuen LISIC278-Separator in einer traditionellen Pouch-Zelle vorgestellt. Der Separator ermöglicht einen höheren thermischen Widerstand als andere EV-Batterien und verringert so die Gefahr von Bränden und Verbrennungen. Darüber hinaus zeigte die Zelle eine um 40 Prozent höhere Laderate im Vergleich zu einer herkömmlichen Batterie mit der gleichen Kapazität.

Das LISIC278-Material von Natrion nutzt einen LISIC-Elektrolyten (Lithium Solid Ionic Composite), der die Leistung und Spezifikationen eines Standard-Polyolefinseparators nachahmt, der zwischen Anode und Kathode sitzt. Der Zweck des Separators besteht darin, Kurzschlüsse zu verhindern, indem er die Elektroden voneinander entfernt hält und gleichzeitig den Durchfluss ionischer Ladungen mit dem notwendigen Stromdurchgang in einer Zelle ermöglicht. Die LISIC-Zelle kann deutlich weniger Elektrolytflüssigkeit verbrauchen, indem sie bei Umgebungsbedingungen eine hohe Ionentransportfähigkeit bietet. Dadurch bleibt die thermische Beständigkeit der Zellen über 200° Celsius (392 F), ohne dass es zu Porosität kommt.

Die Fähigkeit des LISIC278-Separators, bei hohen Temperaturen stabil zu bleiben, eliminiert die Brandgefahr nahezu, weist aber auch insgesamt eine geringere Fähigkeit für ein thermisches Ereignis auf.

CEO und Mitbegründer Alex Kosyakov sagte, dass die Reduzierung brennbarer flüssiger Elektrolyte ein Hauptaugenmerk sei, da die Verringerung der Wahrnehmung, dass Batteriezellen in Brand geraten, ein Schlüssel für die zunehmende Masseneinführung von Elektrofahrzeugen sei:

„Die Verringerung unserer Abhängigkeit von brennbaren Flüssigkeiten in Elektrofahrzeugbatterien ist der Schlüssel zur Reduzierung des Brandrisikos und letztendlich zur realistischeren Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Die Tatsache, dass diese Daten zeigen, dass wir mit nur einem kleinen Bruchteil dieser Flüssigkeit genauso effiziente Batteriezellen herstellen können.“ ist ein riesiger Gewinn.“

Zyklische Leistung einer zweischichtigen Pouch-Zelle bei C/3-Ladung und -Entladung unter Verwendung von LISIC278 mit einer NMC532-Kathode und einer natürlichen Graphitanode.

Zusätzlich zur Stabilität der LISIC278-Zellen zeigte sich auch eine Steigerung der Ladegeschwindigkeit um 40 Prozent, sodass der Ladevorgang nur 3 Stunden dauerte, im Gegensatz zu 5 Stunden bei einer herkömmlichen Zelle mit der gleichen Kapazität. Natrion verwendete für seine Experimente einen Standardbeutel mit NMC532-Kathode, LP40-Flüssigelektrolyt und einer natürlichen Graphitanode mit einem hochmodernen Separator. Dies wurde mit dem Natrion-Beutel verglichen, der identisch war, jedoch anstelle eines herkömmlichen Designs den LISIC279-Separator verwendete.

Auch die Zelle mit dem LISIC279-Separator zeigte einen hohen anfänglichen Coulomb-Wirkungsgrad. Herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen haben „typischerweise“ weniger Energie zur Verfügung, als sie bei den ersten Nutzungen laden. Natrion-Zellen zeigten dieses Problem nicht und „wiesen höhere anfängliche Coulomb-Wirkungsgrade und daraus resultierende verbesserte Kapazitätserhaltung bei höheren C-Raten auf“, sagte das Unternehmen.

Dr. Jon Tuck, ein Experte für Energiespeicherung bei Silent Koala, sagte, dass es schwierig sei, weniger Elektrolytflüssigkeit zu verwenden und gleichzeitig eine hohe anfängliche Coulomb-Rate aufrechtzuerhalten, insbesondere bei den hier angegebenen Kapazitäts- und C-Rate-Schwellenwerten. „Diese Ergebnisse sind sehr vielversprechend und zeigen eine Vielseitigkeit der Verwendung von LISIC, die wir bei anderen Festkörperelektrolytmaterialien noch nicht gesehen haben. Sie signalisieren das Potenzial der Materialien von Natrion, die Industrie und die technologischen Errungenschaften, die entwickelt werden, wirklich voranzubringen“, sagte Dr. Tuck fügte hinzu.

Natrion hat seinen Sitz in Binghamton, New York, und Niederlassungen in Champaign, Illinois.

Festkörperbatterien nutzen ein festes Material, um den Energiefluss von der Kathode zur Anode zu ermöglichen, im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Zellen, die eine flüssige Elektrolytlösung verwenden. Aufgrund der komplexen Herstellungsprozesse war es den Herstellern von Elektrofahrzeugen nicht möglich, auf die Festkörpertechnologie umzusteigen. Darüber hinaus konnten Forscher keine idealen Lösungen für das Material finden, das in den Batterien verwendet werden würde, und dies stellt weiterhin einen schwerwiegenden Engpass bei der Entwicklung von Festkörpern dar.

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