シリコンナノワイヤーは、はるかに優れたリチウムイオンEVバッテリーを約束します

自動車メーカーとバッテリーセルメーカーがより効率的で費用対効果の高いEVバッテリーの開発を競う中、アノードのグラファイトを置き換える際に大きな牽引力を獲得している材料が1つあります。それはシリコンです。

そのために、カリフォルニアを拠点とするスタートアップ OneDバッテリーサイエンス は、電池のアノードにある市販のグラファイト粒子に直接融合できるシリコンナノワイヤーを製造しています。

インパクト？ アノードのエネルギー密度が3倍になる可能性があり、充電時間が短縮され、バッテリーの全体的なコストが削減されます。

シリコンがゲームチェンジャーになる理由

による研究によると PNNL研究所、シリコンは、理論上のエネルギー容量がグラファイトの10倍であり、充電中にリチウムイオンをはるかに速く吸収できるため、プロセスの期間が短縮されます。

そのため、さまざまな企業や自動車メーカーがアノードでのシリコンの使用を模索していますが、テスラとポルシェはすでに少量の材料をバッテリーのグラファイトと混合しています。 モデルY と タイカン、 それぞれ。

しかし、アノードにシリコンを追加すると、 特定の課題。

充電サイクル中に材料が元のサイズの約400％膨張する傾向があると、シリコン粒子に亀裂が生じ、固体電解質界面の層が損傷して、リチウムイオンの伝導性と電気の流れが妨げられる可能性があります。

これは、エネルギー損失とバッテリーの劣化につながります。

VincentPluvinageによる、スタートアップのCEO、この問題を解決するための既存の方法（ シリコンナノ粒子）製造コストが高く、より広いEVサプライチェーンとの互換性がないため、制限があることが証明されています。

OneD Battery Sciencesのソリューション？

同社は、シラン、窒素、および電気の助けを借りて、シリコンナノワイヤーをアノードに接続するSinanodeと呼ばれる特別なプラットフォームを開発しました。

このプロセスには、次の3つの主な利点があります。

1. 充電サイクルの間、シリコンナノワイヤーはしなやかであり、ひび割れません。
2. 各グラファイト粒子に数十万本のワイヤーがあり、シリコンはアノードのエネルギー密度を3倍にします。
3. シリコンとグラファイトの比率が高いほど、バッテリー製造でkWhあたりに生成されるCO2が減少します。

以下のビデオで、プロセスがどのように機能するかをさらに詳しく知ることができます。

Sinanodeを本当に際立たせる特徴は、既存のサプライチェーンプロセスを使用してテクノロジーをスケールアップする可能性です。

Sinanodeは、どのグラファイトが使用されているか、またはグラファイト粒子のサイズに依存しません。

「これにより、既存のEV工場は、すでに認定された大手サプライヤーからのシリコン強化グラファイトの恩恵を受けることができ、すでに完成しているものと同じスラリー調製およびアノード電極コーティング技術を使用できます」とPluvinageは説明しました。

現在、Sinanodeテクノロジーは専用のパイロット生産プログラムを通じてOEMに利用可能ですが、完全な商業生産は2025年に予定されています。

全体として、グラファイトよりもシリコンを支持する議論は無視できないほど強力であり、シリコンナノワイヤーが商業規模で成功することが証明されれば、おそらく技術者はEVバッテリーのグラファイトを完全に置き換える可能性を解き放つことができます。