KeraCel и Musashi Seimitsu Industry разрабатывают новые батареи при помощи 3D-печати (подбробнее об услугах 3D-печати можно узнать здесь). Цель: в 2-3 раза увеличить емкость и в 2 раза уменьшить стоимость аккумуляторов.
Статья подготовлена для вас по материалам сайтов insideevs.com, musashi.co.jp, engineering.com.
Над созданием твердотельных батарей, в частности 3D-печатных, трудится множество компаний по всему миру.
Стартап KeraCel из Кремниевой долины обещает прорыв в разработке твердотельных батарей и может стать первой компанией, которая начнет их коммерческое производство. KeraCel, вместе с Musashi Seimitsu Industry — японским производителем запчастей для автомобилей, мотоциклов и квадроциклов, — объявили о стратегическом партнерстве.
Musashi инвестировал в проект, чтобы ускорить разработку 3D-печатных твердотельных батарей и запуск их в массовое производство.
Первоочередной задачей будет производство батарей для электромотоциклов.
Деталь мотоцикла от Musashi Seimitsu. Источник: Musashi Seimitsu.
KeraCel использует для изготовления твердотельных батарей керамический электролит, литиевые аноды и технологию 3D-печати.
Тонкости своих технологий фирма не раскрывает, известно только, что она применяет струйный порошкой 3 Д принтер и собирается расширять производство.
Сейчас команда может производить 3D-печатные твердотельные батареи с помощью небольшой системы струйной печати. Вообразите, что получится при использовании крупногабаритного устройства. Например, такой принтер как VX4000 от Voxeljet, может использоваться для печати батарей на сборочной платформе размером 4 х 2 х 1 м.
Арвед Ньестрой, главный исполнительный директор компании KeraCel, сообщил, что, благодаря 3D-печати, на изготовление батареи они тратят намного меньше сырья, чем при традиционном производстве, так как при печати слои получаются намного тоньше.
Поэтому батарея запасает энергии в 2-3 раза больше, при тех же размерах. Также можно сделать батарею обычной емкости за полцены, потому что используется в два раза меньше материалов. Новые батареи позволят электромобилям проезжать расстояние вдвое-втрое большее, смартфонам — работать без подзарядки вдвое дольше обычного.
Дополнительное преимущество: у батарей с жидким электролитом довольно велика вероятность самовозгорания, а в твердотельной батарее KeraCel, вместо жидкого электролита, использует керамику, что гораздо безопаснее.
Потребность в батареях очень велика, особенно для электромобилей. По данным Adamas Intelligence — продажи аккумуляторов в мире выросли, по сравнению с прошлым годом, на 114%. Наибольшим спросом пользуются аккумуляторы большой и средней емкости.
Неуклонно растущее количество электротранспорта требует все больше энергоемких аккумуляторов.
Ученые прогнозируют проблемы с добычей и поставкой используемых в аккумуляторах металлов, поскольку запасы таких элементов как кобальт и литий не безграничны. Авторы "Achieving the Paris Climate Agreement Goals" пишут, что спрос на кобальт превышает текущие запасы при любом сценарии развития событий. То же касается и лития, если только не получать его обратно, при вторичной переработке утилизируемых элементов питания.
Технология KeraCel позволяет использовать вполовину меньше материалов, но сокращение поставок металла будет проблемой для всех производителей аккумуляторов без исключения.
Однако фирма способна использовать любой катодный материал, не обязательно кобальт.
К тому же, по словам Ньестроя, вторичная переработка их батарей гораздо проще: из порошка их делают, в порошок же превратят при переработке.
