Lithiumionenbatterien mit Silizium-Anoden von OneD
OneD Battery Science hat eine Silizium-Nanodraht-Technologie (SINANODE) entwickelt, die Anodenmaterial für Lithiumionenbatterien mit besonders hoher Energiedichte liefert. Das Unternehmen aus Palo Alto, Kalifornien (USA) verbessert die patentierte Technologie fortwährend und baut auf mehr als zehn Jahre Forschung und Entwicklung auf.
46 Millimeter Durchmesser, hohe Energiedichte und lange Lebensdauer
EAS Batteries unterstützt OneD Batterie Science in der Entwicklung des Aktivmaterials SINANODE für den Einsatz in Rundzellen für die Automobilindustrie. Ziel ist es, eine zylindrische Zelle im Format 46900 mit einer möglichst hohen Energiedichte und zugleich langer Lebensdauer zu entwickeln. In der ersten, bereits abgeschlossenen Projektphase hat EAS für OneD eine Rundzelle mit moderatem Siliziumanteil entwickelt, der in den aktuellen Folgephasen der Zusammenarbeit gesteigert wird.
Rundzellen eignen sich hervorragend, um das Aktivmaterial SINANODE für die automobile Zielanwendung zu testen, da das Stahlgehäuse der zylindrischen Zellen – im Gegensatz zu Pouch-Zellen – bei Anoden mit hohem Siliziumgehalt druckstabil bleibt.
Feinabgestimmte Zellchemie in eigener Rundzelle
EAS trägt zu den Forschungs- und Entwicklungszielen von OneD auf zwei Ebenen bei. Im Rahmen der Innovation Factory verfügt EAS über das Know-how der Konzeption von 46er-Zellformaten sowie über die Entwicklung und Optimierung neuer Zellchemien. Über diese Top-Kompetenzen hinaus bietet EAS mit der eigenen Zelleherstellung vom Prototypen bis hin zur Kleinserie die richtigen Rahmenbedingungen, um OneD bei der Optimierung der Zellen mit SINANODE-Technologie auf die Zielspezifikationen unterschiedlicher Kunden zu unterstützen.
Konkret produziert EAS für OneD bei geringem Materialaufwand Zellen in kleinen Stückzahlen, die daraufhin in verschiedenen Versuchen getestet werden können. Dabei variiert die Zusammensetzung des Anoden- und Kathodenmaterials sowie der Elektrolytadditive. So wird das Anodenmaterial auf Basis der Silizium-Nanodraht-Technologie einerseits durch Rezepturen mit unterschiedlichen Siliziumgehalten getestet sowie andererseits hinsichtlich der Zusammensetzung des Elektrolyts, Separators und der Kathode in unterschiedlichen Stufen optimiert.
EAS liefert den größeren Teil der produzierten Zellen für die weitere Forschung an OneD. Einige Exemplare behält EAS jedoch ein, um sie in der Testphase zu zyklisieren. OneD erhält durch die Unterstützung von EAS nicht nur eigens entwickelte Zellen, sondern zugleich nachvollziehbar aufbereitete Testergebnisse, um die differenzierten Auswirkungen der unterschiedliche abgestimmten Rezepturen zu verstehen.
Marktreife Anwendung der Silizium-Nanodraht-Technologie
Das Ergebnis der Zusammenarbeit zwischen OneD und EAS Batteries ist vielversprechend. Die Ausgangskapazität der ersten zylindrischen Zellen mit der neuartigen Silizium-Nanodraht-Anode war bereits hervorragend. Die Kapazität der nachfolgenden Prototypen wurde stetig erhöht und weist auf ein Marktführungspotential der SINANODE-Technologien hin. Gleiches gilt für die Lebensdauer der Zelle. Um die Lebensdauer und die Energiedichte zu steigern, muss das Material exakt verarbeitet werden sowie die Anode und Kathode fein aufeinander abgestimmt. In der Zusammenarbeit mit EAS hat OneD bereits nach Phase eins des gemeinsamen Projekts eine herausragende Energiedichte und eine deutlich längere Lebensdauer erreicht. In der zweiten Phase entwickeln und testen die beiden Unternehmen weitere Materialien und Zusammensetzungen. Auch hier bindet OneD die Entwicklungskompetenz und die Testkapazitäten von EAS ein, um die Entwicklung der Zelle zu beschleunigen.
Testimonial
„EAS Batteries ist für uns ein qualitativ hochwertiger und zuverlässiger Entwicklungspartner. Die Zellen haben vom ersten Entwurf an genau zu unseren Bedürfnissen gepasst. Wir bekommen zudem alle Daten und Details, die wir zur Weiterentwicklung unserer SINANODE-Technologie brauchen. Aufgrund der Zuarbeit von EAS wissen wir, warum welche Materialzusammensetzungen und warum welche Prozesse gut funktionieren. So können wir der Automobilindustrie mit unserer Silizium-Nanodraht-Technologie schnellstmöglich helfen. Dank EAS bieten wir das Know-how und die Technologie für eine hochkapazitative und zugleich langlebige Zelle für eine schnellere und erfolgreiche Elektrifizierung an.“ Vincent Pluvinage, CEO OneD Battery Science