ZAMISLITE da bateriju svog električnog automobila napunite do 80% za samo deset minuta i s jednim punjenjem prijeđete više od 640 kilometara. Upravo to obećava nova tehnologija američke tvrtke Group14 Technologies, čime bi se mogle riješiti dvije najveće boljke električnih vozila: kratak domet i sporo punjenje.

Njihov materijal za anode, nazvan SCC55®, temeljen na kombinaciji silicija i ugljika, najavljuje značajan iskorak u performansama baterija, što bi moglo ubrzati masovno prihvaćanje električnih automobila.

Više kilometara, manje čekanja

Materijal SCC55® omogućuje baterijskim ćelijama da pohrane oko 330 Wh/kg energije, što je otprilike 30% više od trenutno najboljih komercijalnih baterija koje se oslanjaju na grafit (oko 250 Wh/kg). Tvrtka planira ove godine na tržište izbaciti i naprednije ćelije koje bi dosezale čak 370 Wh/kg.

U praksi to znači ogroman skok u dometu. Dok današnji električni automobili s grafitnim anodama prelaze najviše oko 480 kilometara, testna vozila opremljena novim SCC55® baterijama (od 75 kWh) bez problema su prelazila više od 640 kilometara u usporedivim uvjetima.

Jednako je impresivna i brzina punjenja. U laboratorijskim uvjetima, testne ćelije s tehnologijom SCC55® napunile su se od 0 do 80% za manje od deset minuta, dok većini današnjih baterija za to treba oko 30 minuta. Naravno, za postizanje takvih brzina potrebni su ultra-brzi punjači snage 350 kW, čija mreža se širi, ali još uvijek nije sveprisutna.

Tajna je u kombinaciji silicija i ugljika

Klasične litij-ionske baterije koriste grafitne anode. Silicij, s druge strane, može pohraniti i do deset puta više energije, no ima veliku manu: tijekom punjenja i pražnjenja značajno bubri i brzo gubi kapacitet. Rješenje tvrtke Group14 je patentirani kompozit silicija i ugljika (SCC55®), u kojem je silicij "zarobljen" unutar porozne ugljične matrice.

Ovakva struktura, tvrde u tvrtki, omogućuje bateriji da izdrži više od 1500 ciklusa punjenja i pražnjenja uz zadržavanje 80% početnog kapaciteta, što je usporedivo s vijekom trajanja najboljih litij-ionskih baterija koje se danas koriste u električnim vozilima.

Jednostavna primjena i manja masa vozila

Velika prednost za proizvođače automobila je jednostavna integracija. Materijal SCC55® može se, navodno, uvesti u postojeće tvornice baterija bez velikih i skupih preinaka na proizvodnim linijama. Također je kompatibilan s najčešćim katodnim kemijama poput NMC, LFP ili LMFP1.

Osim toga, silicij-ugljične anode omogućuju izradu lakših baterijskih paketa. U Group14 tvrde da se masa paketa može smanjiti za 20%, što bi ukupnu masu vozila moglo smanjiti i za nekoliko stotina kilograma. Ipak, ove tvrdnje tek trebaju proći neovisnu provjeru u serijskoj proizvodnji.

Prvi testovi pokazuju i neke dodatne prednosti, poput boljeg odziva kod regenerativnog kočenja te stabilnijeg rada u hladnijim klimatskim uvjetima. No, i za ove tvrdnje bit će potrebna potvrda u stvarnim uvjetima korištenja.