Křemíkové 3D akumulátory Enovix míří na trh, nabídnou 900 Wh/l

Když se před rokem 2010 začalo ukazovat, že by elektromobilita nemusela být tak slepá cesta, jak se do té doby zdálo, vyrojilo se také obrovské množství startupů, které si daly za cíl vyvinout mnohem lepší akumulátory. Jak jsme již naznačovali několikrát, vývoj akumulátorů je běh minimálně na dekádu (a jak je všeobecně známo, prototyp je snadný, problémem je velkosériová výroba), takže teprve v tomto období se dá očekávat nástup akumulátorů, jejichž vývoj započal před 10-15 lety. V roce 2007 byla např. založena společnost Enovix, která se po 15 letech vývoje a zavádění výroby již brzy dostane na trh se svými 3D křemíkovými akumulátory. Ty obsahují anodu s vysokým obsahem křemíku, zatímco katoda je tradičního typu LCO nebo NMC.

 

 

I když se to mnohým nezdá a mají za to, že dnešní produkty používají 10 let tytéž akumulátory (i když pro některé to platí), ve skutečnosti se energetická hustota zvyšuje v průměru o 4,2 % za rok. Zatímco v roce 2010 jsme byli na cca 500 Wh/l, dnes jsme lehce pod 700 Wh/l a předpokládá se další růst. Akumulátory Enovix se ale mají dostat mnohem výše. Např. řada EX-1 založená na katodě LCO nabízí téměř 900 Wh/l a hustotu cca 295 Wh/kg. EX-1 s NMC811 by měla nabízet okolo 920-980 Wh/l a ještě lepších cca 305-315 Wh/kg.

 

 

Testy na článku typu NMC-622 s 0,27 Ah (29×17×3,4mm) ukázaly hustotu 889 Wh/l (541 Wh/l na úrovni akumulátoru 0,27 Ah, resp. 695 Wh/l v případě 55Ah verze). Zajímavý je průběh životnosti, kdy při prvních 50 cyklech dokonce kapacita ještě o něco stoupne (asi o 4 %) a poté postupně klesá. Po 1000 cyklech je stále na 93 %. Pokud si tak vezmeme elektromobil se 400km dojezdem, po ujetí cca 390 tisíc km by měl stále ještě dojezd 372 km. Na 80 % kapacity by se mohl dostat tak po 700+ tisících km.

 

Počítá se, že články pro elektromobily by se měly dostat na 350 Wh/kg a 750 Wh/l (zde si nejsem jist, kde a zda uvádí číslo pro hustotu článku a kde pro hustotu akumulátoru). Zatímco EX-1 se pohybuje okolo 900 Wh/l, EX-2 by se v příštím roce měla dostat na 1030 Wh/l a EX-3 v roce 2025 pak na 1255 Wh/l.

 

 

Dobrá je i životnost po dlouhé době stání. Po 6 měsících nepoužívání se kapacita téměř nemění při teplotách od 30 °C do 50 °C, horší je to ale při vyšších. Při teplotě 60 °C klesne po půl roce pod 90 %, při 70 °C na cca 80 %. Bohužel, nemáme tu čísla pro mrazy, která by nás zajímala asi o něco více.

 

 

Dobré je i rychlé nabíjení. Bylo demonstrováno, že z 0 na 80 % se dostaly za 5,2 minuty a za 10 minut bylo nabito na 98 %. Rychlonabíjení ale pochopitelně ovlivňuje životnost. Při nabíjení 6C jsou na 97% kapacitě po 400 nabitích. Když se dívám na průběh grafu, zdá se, že při výhradním používání rychlonabíjení by akumulátor měl být po 1000 nabitích na cca 80 %. I to ale v našem modelovém příkladě se 400km elektromobilem znamená 320km dojezd po ujetí cca 370 tisíc km (připomeňme, že s pomalým nabíjením by to mohlo být asi přes 700 tisíc km).

 

 

Enovix myslel také na bezpečnost, takže křemíková anoda je vyrobena tak, aby se měla kam roztahovat. Technologie BrakeFlow pak dokáže v případě zkratu omezit místo, kde dojde k přehřívání.

 

Společnost Enovix se nicméně nyní nesoustředí na trh elektrických aut, ale běžné elektroniky. Už to ale zdaleka není jen ohlášení vědeckého objevu, ani výroby prototypu. Výrobní linka Fab-1 už stojí a vyrábí první baterie. Enovix má už velkou zakázku na výrobu akumulátorů pro chytré hodinky (hovoří se o lídrovi na trhu, což by napovídalo Apple Watch, někteří spíše předpokládají Garmin). Má ale i další "Design Wins", tedy produkty, které budou využívat tuto technologii a byly takto už navrženy. Setkáme se s nimi tedy v noteboocích (lídr z roku 2017, což by mělo být HP) nebo produktech pro AR/VR.

 

Zdroj: interestingengineering.com,