Krzemowe ogniwa od Fraunhofer ISE ze świetną trwałością. Ponad 83% pojemności po 1 000 cykli - e-magazyny.pl

Krzemowe ogniwa od Fraunhofer ISE ze świetną trwałością. Ponad 83% pojemności po 1 000 cykli

Opublikowany: Szacowany czas czytania: 2 minuty
Badacz w laboratorium trzymający prototypowe ogniwo bateryjne typu pouch z anodą krzemową.
Źródło: Shutterstock

Naukowcy z niemieckiego instytutu Fraunhofer ISE osiągnęli warte uwagi rezultaty w rozwoju ogniw litowo-jonowych nowej generacji. Ich autorskie ogniwa typu pouch z anodami o wysokiej zawartości krzemu zachowały ponad 83% pierwotnej pojemności po ponad 1 000 pełnych cyklach ładowania i rozładowania. Wynik ten uzyskano przy gęstości energii na poziomie grawimetrycznym wynoszącej 280 Wh/kg.

51% krzemu w anodzie i rola nacisku mechanicznego

40-warstwowe ogniwa o pojemności 25 Ah wyprodukowano na półautomatycznej linii w centrum badawczym w Fryburgu. W konstrukcji wykorzystano anodę kompozytową (krzem-węgiel/grafit), w której kompozyt krzemowo-węglowy stanowił aż 51% aktywnego materiału. Całość połączono z niklową katodą NMC. Anody osiągnęły pojemność właściwą przekraczającą 1 000 mAh/g.

istotnym wnioskiem z badań jest jednak bezpośrednia zależność trwałości ogniw od ciśnienia mechanicznego. Badacze testowali ogniwa przy dwóch wartościach nacisku osiowego – 300 kPa oraz 1 000 kPa (przy ładowaniu prądem 1C):

  • Wynik 83% zachowanej pojemności po 1 000 cykli dotyczy wyłącznie ogniw poddanych wyższemu ściskowi (1 000 kPa).
  • Przy niższym nacisku (300 kPa) zauważono znacznie szybszy spadek użytecznej pojemności.

Jak podkreśla Marc Kissling z Fraunhofer ISE, odpowiedni nacisk mechaniczny na obudowę typu pouch jest bezwzględnym warunkiem stabilnej pracy chemii bogatej w krzem.

Sprawdź też nasz poradnik doboru magazynów energii.

Odchodzenie od chińskiego grafitu i perspektywy rynkowe

Teoretyczna pojemność właściwa krzemu jest dziesięciokrotnie wyższa niż tradycyjnego grafitu. Zastąpienie go kompozytami krzemowo-węglowymi pozwala nie tylko zwiększyć gęstość energii, ale także ograniczyć globalną zależność Europy od dostaw azjatyckiego grafitu naturalnego i syntetycznego.

Prace prowadzono w ramach dofinansowanego kwotą 2,6 mln euro projektu StrOboBatt. Naukowcy szacują, że zoptymalizowana komercyjnie wersja ogniwa pozwoli osiągnąć gęstość energii rzędu 330 Wh/kg. Jako główne obszary zastosowań dla nowej technologii wskazuje się stacjonarne magazyny energii bilansujące farmy wiatrowe i fotowoltaiczne, e-mobility oraz sektor lotniczy.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Powiązane artykuły

Co oznacza przyjęcie projektu UC97?

Elektroodpady, baterie, opakowania. Co oznacza przyjęcie projektu UC97?

Rada Ministrów przyjęła 20 października 2026 r. projekt nowelizacji ustawy o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym oraz niektórych innych ustaw (UC97). Zmiany obejmują nie tylko zasady finansowania zagospodarowania elektroodpadów, w tym zużytych paneli fotowoltaicznych, ale również obowiązki zagranicznych przedsiębiorców wprowadzających…

Opublikowany: Szacowany czas czytania: 13 minut
Siedziba URE

Prezes URE chce zmian w przepisach o magazynach energii. W tle niemal 1,4 TWh ograniczeń OZE

Operatorzy sieci elektroenergetycznych powinni uzyskać szerszą możliwość posiadania magazynów energii tam, gdzie są one niezbędne do stabilizacji sieci. Takie stanowisko przedstawiła prezes Urzędu Regulacji Energetyki Renata Mroczek w rozmowie z agencją Reuters, opublikowanej 20 października 2026 r. Postulat pojawia się…

Opublikowany: Szacowany czas czytania: 4 minuty
Zmień zgody