Echion Technologies hat das Anodenmaterial XNO® entwickelt, das Schnellladefähigkeit mit hoher Energiedichte in Einklang bringt. Es basiert auf Nioboxid und gilt als besonders umweltfreundlich. Echion Technologies ist in den Labors der technischen Fakultät der Universität Cambridge entstanden und wurde 2017 mit Unternehmenssitz in Sawston, nahe Cambridge (UK), ausgegründet.
Unmittelbare Applikationsprüfung durch Demonstrationszelle
EAS Batteries hat für Echion Technologies eine zylindrische Demonstrationszelle mit dem Anodenmaterial XNO® entwickelt und in kleiner Serie gefertigt. Ziel von Echion ist es, das neue Aktivmaterial potentiellen Kunden in Form einer einsatzfähigen Zelle zur Verfügung zu stellen, so dass diese es für ihre Anwendungen unmittelbar testen können. Die großformatige Rundzelle im Format 46900 soll dabei die bisherigen Tests vom XNO®-Aktivmaterial in Knopf- und kleineren Pouch-Zellen ergänzen. Die Anforderung an die von Echion gewünschte Zelle ist eine extrem schnelle Ladefähigkeit von bis zu 7 C (das entspricht einer Ladezeit von nur etwa acht Minuten von 0 bis 100 %). Mit dieser Zelle sollen beispielsweise die Lade- und damit die Standzeiten von Zügen oder nicht für den Straßenverkehr bestimmten mobilen Maschinen und Geräten (NRMM) deutlich verkürzt werden.
Zellentwicklung: effizient, schnell und umweltschonend
Das niob-basierte Anodenmaterial XNO® gewährleistet schnelle Ladung. Die Entwicklungspartnerschaft zwischen Echion und EAS hat damit begonnen, bisherige Testergebnisse und bestehende Elektrodenrezepturen zu prüfen und auf die neue Zielanwendung der großformatigen Rundzelle zu übertragen und anzupassen. Für die Elektrodenherstellung hat EAS ihr patentiertes Extrusionsverfahren eingesetzt, so dass auch die XNO®-Elektroden deutlich umweltschonender und energiesparsamer als im üblichen Nassbeschichtungsverfahren hergestellt werden konnten. Dank der Kompetenz und Erfahrung in der Entwicklung von großformatigen Rundzellen, hat EAS die erste Demonstrationszelle sowohl qualitativ hochwertig als auch äußerst schnell konzipiert und umgesetzt. Die langfristig angelegte Zyklisierung der neuen Zelle und der C-Raten-Test werden ebenfalls von EAS durchgeführt.
Dreifacher Mehrwert und kontinuierliche Verbesserung
Die von Echion gewünschten Parameter ihrer XNO®-Rundzelle hat EAS bereits im ersten Entwicklungsdurchgang erreicht: Die Zelle mit der Kapazität von zwanzig Amperestunden lädt innerhalb von etwa acht Minuten. Darüber hinaus hat EAS für Echion mehrere Mehrwerte erreicht. Der Innenwiderstand der Demonstrationszelle ist mit 0,5 Milliohm (AC Impedanz bei 50 % SoC und 1 kHz) und 2,0 Milliohm (DC Widerstand bei 50 % SoC und 2C [40 A] für 10 s) deutlich niedriger als vorgegeben. Zudem unterstützt das effiziente EAS-Extrusionsverfahren das von Echion erklärte Unternehmensziel der Umweltfreundlichkeit – sowohl in der Herstellung als auch im Ergebnis der Elektroden, die frei von dem gesundheitsgefährdenden Lösungsmittel NMP sind. Überdies setzt EAS das neue Aktivmaterial mittlerweile auch in anderen Entwicklungsprojekten ein.
Eine weitere Zusammenarbeit zwischen Echion und EAS ist bereits geplant. Perspektivisch bringt EAS zusätzliche Ideen in die Weiterentwicklung der zylindrischen XNO®-Zellen ein, um die Laderaten durch noch geringere Innenwiderstände bei verbesserter Wärmeableitung weiter zu erhöhen.
Testimonial
„EAS Batteries hat unsere Entwicklungsziele auf Anhieb erreicht. Aufgrund der schnellen Lieferung und der hohen Qualität der Demonstrationszellen können wir dem Markt unser differenziertes und leistungsstarkes Anoden-Aktivmaterial XNO® sofort und souverän für verschiedene Anwendungen, insbesondere in der Schwerindustrie und im Off-Highway-Bereich, zur Prüfung anbieten. EAS ist für Echion jetzt ein gesetzter Entwicklungspartner – sowohl im Prozess der kontinuierlichen Verbesserung als auch für die innovativen Zellen der Zukunft.“ Jean De La Verpilliere, Gründer und Geschäftsführer Echion Technologies