Компании iElectrolyte и Echion продемонстрировали литий-ионные аккумуляторы с длительным сроком эксплуатации

Компания Echion Technologies из Кембриджа (Великобритания) и iElectrolyte из Осаки (Япония) на днях продемонстрировали литий-ионные аккумуляторы, имеющие сверхдлительный срок службы. В них объединены анодные материалы из смешанного оксида ниобия (XNO) Echion Technologies с жидкими ионными электролитами iElectrolyte. Благодаря этой комбинации специалистам удалось добиться сохранения ёмкости на уровне более 98% после 100 циклов заряд-разряд (циклирование 1C-1C).

Продемонстрированные прототипы имеют в своём составе катод NMC811 с ​​высоким содержанием никеля, анод XNO, а также электролит с ионной жидкостью iElectrolyte. Все эти компоненты были оптимизированы для получения аккумуляторного элемента с максимальной производительностью и высокой степенью безопасности. В частности, анодный материал XNO позволяет избежать образования SEI на границе раздела с электролитом. Кроме того, он имеет высокую удельную ёмкость. Жидкий ионный электролит устраняет опасность улетучивания и воспламеняемости, которая обычно присуща традиционным органическим электролитам. Специалисты компании iElectrolyte специально изготовили и испытали прототипы pouch-упаковки для этих аккумуляторных элементов.

Сообщается также, что электродные материалы NMC811 и XNO изготавливались с использованием экологически чистого водного процесса. На графике ниже продемонстрировано сохранениё емкости на уровне более 98% после проведения 1000 циклов заряда и разряда при 25 C в диапазоне 0-100% состояния заряда. Кроме этого, была проведено высокотемпературное циклирование при 60 C. Ёмкость при этом сохранилась на уровне более 83% после проведения 1000 циклов заряда-разряда.

Все протестированные аккумуляторные элементы продемонстрировали незначительное выделение газов. По мнению исследователей, это говорит о значительном улучшении по сравнению с прочими химическими веществами, которые выделяют значительно больше газов в течение срока эксплуатации. Например, такие, как LTO. В iElectrolyte и Echion говорят о существенном окислительно-восстановительного потенциале анода (XNO > 1). Это сводит к минимуму процессы разложения электролита. В сочетании со сверхстабильной кристаллической структурой материала XNO исследователям удалось добиться стабильной и долгосрочной работы аккумулятора.

Компании iElectrolyte и Echion ещё ранее провели первоначальные испытания характеристик аккумулятора, изготовленного из вышеозвученных материалов. После этого они расширили свои коммерческие отношения. Echion занялись поставкой материалов для производства и коммерциализации 2-амперных аккумуляторных элементов для компании iElectrolyte, которые будут использоваться в различном высокопроизводительным оборудовании.

Директор по продукту Echion Technologies, Лубна Эль Уатани, говорит, что аккумуляторы с таким длительным сроком эксплуатации являются ключом к существенной экономии при работе в отраслях, где большое значение имеет стоимость владения, а также производительность устройства. По его словам, полученная разработка является крупным шагом к устойчивой электрификации подобных приложений.

Главный исполнительный директор iElectrolyte, Масаси Исикава, отмечает, что аккумуляторный элемент состоит из катода большой ёмкости, высокопроизводительного анода и стабильного жидкого электролита. Это сбалансированная система, которая показывает высокую производительность и надёжность среди существующих на сегодняшний день литий-ионных аккумуляторов. Причём, производство этих аккумуляторов можно организовать с низким воздействием на окружающую среду.