24M akumulatori varētu labāk izmantot vēja un saules enerģiju

Litija jonu akumulatori nodrošina visu, sākot no viedtālruņiem līdz elektriskajiem transportlīdzekļiem. Tie ir labi piemēroti šim darbam, jo ​​ir mazāki un vieglāki, tiek uzlādēti ātrāk un kalpo ilgāk nekā citi akumulatori. Taču tie ir arī sarežģīti un līdz ar to dārgi izgatavojami, kas ir kavējis masveida elektriskā transporta un liela mēroga enerģijas uzglabāšanas ieviešanu.

Tomēr Mings Čiangs uzskata, ka viņa startup 24M ir atbilde. Galvenais ir pusciets elektrods. Parastajā litija jonu akumulatorā daudzi plāni elektrodu slāņi ir sakrauti vai velmēti kopā, lai izveidotu šūnu. Litija jonu akumulatori ir vienīgais produkts, ko es zinu bez baklavas, kurā tiek sakrauts tik daudz plānu slāņu, lai palielinātu apjomu, saka Čiangs, kurš ir 24M līdzdibinātājs un galvenais zinātnieks, kā arī MIT materiālu zinātnes profesors. Mūsu mērķis ir izgatavot litija jonu akumulatoru, izmantojot pēc iespējas vienkāršāko procesu.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2016. gada jūlija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Chiang inovācija, kas tika izstrādāta viņa MIT laboratorijā, ir elektrods, kas izveidots, sajaucot pulverus ar šķidru elektrolītu, lai izveidotu lipīgu putru. Dizains ļauj 24M palielināt enerģiju akumulējošā materiāla daudzumu akumulatorā un nodrošināt tai par 15 līdz 25 procentiem lielāku jaudu nekā parastajiem tāda paša izmēra litija jonu akumulatoriem.

Skatiet pārējo komplektu

• 50 gudrākie uzņēmumi

Jaunā dizaina izgatavošana ir arī ātrāka un lētāka. Tipiskas lielas rūpnīcas litija jonu akumulatoru ražošanai maksā apmēram 100 miljonus ASV dolāru, daļēji tāpēc, ka ir nepieciešamas specializētas iekārtas, lai pārklātu, žāvētu, grieztu un saspiestu elektrodu plēvi. Tā kā tā puscietajam elektrodam šīs darbības nav nepieciešamas, 24M saka, tā akumulatorus var ražot piektdaļā laika un daudz mazākās rūpnīcās.

Ja tā tehnoloģija gūs panākumus, 24M varētu būt viens no pirmajiem uzņēmumiem, kas samazina litija jonu akumulatoru elementu izmaksas līdz mazāk nekā 100 USD par kilovatstundu, no 200 USD līdz 250 USD šodien. Tas ir punkts, kurā elektriskie automobiļi varētu konkurēt ar iekšdedzes transportlīdzekļiem.

Lai sasniegtu šo mērķi līdz 2020. gadam, 24 M ir jāpaplašina no esošās izmēģinājuma ražošanas līnijas Kembridžā, Masačūsetsā, līdz liela apjoma ražošanai. Uzņēmums plāno 2017. gadā uzbūvēt rūpnīcu, iespējams, sadarbojoties ar lielu rūpniecības uzņēmumu, un savu pirmo produktu laist klajā 2018. gada sākumā. Uzņēmums cer, ka komunālie uzņēmumi iegādāsies tā akumulatorus, lai uzglabātu elektroenerģiju no vēja un saules enerģijas fermām un piegādātu jaudu vislielākā pieprasījuma laikā. stundas.

Tehniķis analizē pulveri, kas nonāks suspensijā, kas kļūs par akumulatora katodu. Process ietver pulverveida materiālu (litija dzelzs fosfāta, grafīta) sajaukšanu ar patentētu šķidru elektrolītu.

Puscietajam elektrodam ir mīklai līdzīga konsistence, un to var deformēt bez bojājumiem vai aizdegšanās. Uzņēmums apgalvo, ka šī augstā ļaunprātīgas izmantošanas tolerance padara tā dizainu par drošāko litija jonu akumulatoru, kāds jebkad ir ražots.

Puscietajam elektrodam ir mīklai līdzīga konsistence, un to var deformēt bez bojājumiem vai aizdegšanās. Uzņēmums apgalvo, ka šī augstā tolerance pret ļaunprātīgu izmantošanu padara tā dizainu par drošāko litija jonu akumulatoru, kāds jebkad ražots.

Šī iekārta, kas izstrādāta 2014. gadā kā daļa no 24M izmēģinājuma ražošanas līnijas, atsevišķi izgatavo akumulatora anodu un katodu un pēc tam apvieno tos vienā šūnā. Process aizņem mazāk nekā divas minūtes.

Vispirms iekārta izdala folijas gabalus. Tālāk tas attiecas uz vircu. Pēc tam iekārta pievieno akumulatora separatoru — porainu plastmasu, kas novērš elektriskos īssavienojumus — un savieno anodu ar tā katoda palīgu. Tādējādi tiek izveidots vienības elements, kurā ir viss, kas nepieciešams akumulatora darbībai, taču tam trūkst galīgā iepakojuma.

Vispirms iekārta izdala folijas gabalus. Tālāk tas attiecas uz vircu. Pēc tam iekārta pievieno akumulatora separatoru — porainu plastmasu, kas novērš elektriskos īssavienojumus — un savieno anodu ar tā katoda palīgu. Tādējādi tiek izveidota vienība, kurā ir viss, kas nepieciešams akumulatora darbībai, taču tam trūkst galīgā iepakojuma.

Vienības elementi ir sakrauti, lai palielinātu akumulatora ietilpību. Pēc tam tehniķi sametina elementu izciļņus kopā, lai izveidotu skursteņa elementu un ar vakuumu to noblīvētu alumīnija maisiņā. Metināšana un iepakošana ir divi no nedaudzajiem procesiem, kurus 24M nav automatizējis savā izmēģinājuma līnijā.

Vienības elementi ir sakrauti, lai palielinātu akumulatora ietilpību. Pēc tam tehniķi sametina elementu izciļņus kopā, lai izveidotu skursteņa elementu un ar vakuumu to noblīvētu alumīnija maisiņā. Metināšana un iepakošana ir divi no nedaudzajiem procesiem, kurus 24M nav automatizējis savā izmēģinājuma līnijā.

Baterijas gaida pirms un pēc pārbaudes. Saskaņā ar 24M datiem, ir nepieciešamas tikai dažas stundas, lai pārietu no izejvielām līdz testēšanai gatavam baterijām. Parastā litija jonu rūpnīcā šis process aizņemtu apmēram nedēļu.

Uzņēmums runā arī ar elektrisko transportlīdzekļu ražotājiem, taču uzskata, ka EV ir sekundāra uzmanība. Ir saprotams, ka Chiang šajā tirgū staigās uzmanīgi. Viņa līdzdibinātais akumulatoru uzņēmums A123 Systems iesniedza bankrota pieteikumu 2012. gadā pēc tam, kad bija iztērējis pārāk daudz naudas, būvējot lielas akumulatoru rūpnīcas, lai piegādātu automašīnu ražotājiem. Turpretī Chiang saka, ka 24M ražošanas tehnoloģijas ir izstrādātas tā, lai tās būtu modulāras un vajadzības gadījumā tās būtu efektīvākas.

paslēpties