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GM Silicon EV Battery Mashup fa la storia dell'automotive negli Stati Uniti

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GM è appena andata dove nessuna casa automobilistica statunitense è mai andata prima. La scorsa settimana, la società ha collaborato con lo sviluppatore di batterie per veicoli elettrici OneD Battery Sciences per portare le sue batterie Ultium a un livello superiore. Apparentemente è la prima collaborazione di questo tipo tra due società statunitensi e dovrebbe aiutare a ridurre i costi della mobilità alimentata a batteria a un ritmo più rapido.

La batteria per veicoli elettrici al silicio del futuro...

Oltre ad essere la prima nel suo genere (GM crede che sia così e ci crederanno sulla parola), la collaborazione GM-OneD è un'altra dimostrazione del ritmo rapido del miglioramento della tecnologia delle batterie per veicoli elettrici.

Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti è stato sulle tracce di nuovi materiali che migliorare le prestazioni di batterie EV riducendo i costi. Solo pochi anni fa, nel 2017, l'agenzia “Accumulo di energia elettrochimica Tabella di marcia del team tecnico” silicio con nome tra i percorsi in avanti.

L'agenzia ha notato che la maggior parte dei problemi del ciclo di vita circostante tecnologia convenzionale agli ioni di litio sono stati affrontati, che è probabilmente un riferimento a formazione di dendriti. Il prossimo passo è introdurre nuovi materiali che costino meno e funzionino meglio, e questa è una sfida per il silicio.

In teoria, il silicio ha prestazioni molto migliori in un anodo di batteria EV rispetto al materiale standard, che è la grafite. Offre anche potenziali vantaggi nei settori della riduzione dei costi e dell'impatto ambientale.

In pratica, però, il silicio è troppo fragile per subire la punizione dei cicli di ricarica e scarica.

“Tuttavia, le tecnologie di nuova generazione (ad es. celle contenenti un anodo in lega, solitamente a base di silicio, e/o un catodo ad alta tensione (>4.5 volt)) e oltre, agli ioni di litio (BLI, celle contenenti anodi di metallo Li) subiscono ancora cicli importanti e problemi di vita del calendario", ha scritto il Dipartimento dell'Energia.

…è (quasi) qui!

Questo è stato solo pochi anni fa, e ora accumulo di energia a base di silicio è sull'orlo di una svolta commerciale, grazie in parte a un primo aiuto di ricerca e sviluppo di il Dipartimento Energiat.

Indipendentemente da tale sforzo, OneD ha sfondato con una propria formula di batteria per veicoli elettrici al silicio, che afferma può superare altri tentativi fino ad oggi.

“Il silicio può immagazzinare dieci volte l'energia della grafite da solo, ma i precedenti tentativi di includere più silicio nell'anodo hanno dovuto affrontare sfide di espansione e rottura del silicio. Ciò ha limitato l'importo utilizzato a percentuali estremamente ridotte e solo modesti miglioramenti delle prestazioni", osserva l'azienda.

L'aggiunta di più silicio senza sacrificare le prestazioni è un compito abbastanza complesso dal punto di vista delle prestazioni. Presenta anche una sfida in termini di rapporto costo-efficacia sul lato manifatturiero. OneD sembra aver risolto entrambi.

"Essere in grado di aggiungere grandi quantità di silicio - in modo efficiente - è la svolta essenziale necessaria per produrre veicoli elettrici competitivi che soddisfino la domanda del mercato di veicoli ad alte prestazioni e convenienti", spiegano, aggiungendo che la loro piattaforma proprietaria di batterie per veicoli elettrici al silicio è dotata di un sistema integrato nella produzione e nel piano di scale-up.

GM e OneD mirano a riparare la catena di approvvigionamento della batteria per veicoli elettrici, STAT

La base del nuovo OneD tecnologia di accumulo di energia è un anodo composto da grafite infusa con nanofili di silicio. Lo chiamano SINANODE, che è un concentrato di silicio, nanotecnologia e anodo. OneD elenca i seguenti vantaggi rispetto alla grafite semplice:

  • Capacità energetica triplicata dell'anodo
  • Velocità di ricarica più elevate
  • Potere maggiore
  • Grafite ridotta
  • Costo inferiore per kWh
  • Impronta di carbonio ridotta

Questo è stato sufficiente per convincere GM, che ha recentemente partecipato a un round di finanziamento di serie C per OneD. Il round si è chiuso con 25 milioni di dollari nelle tasche di OneD.

Nell'ambito dell'investimento, le due società hanno siglato un accordo congiunto per lo sviluppo della ricerca volto a portare la tecnologia del silicio di OneD in GM Famiglia di accumulo di energia Ultium. GM ritiene che sia la prima collaborazione di questo tipo tra due società statunitensi.

“Il fulcro della collaborazione è la piattaforma SINANODE di OneD, che aggiunge più silicio sulle celle della batteria dell'anodo fondendo nanofili di silicio in grafite di grado EV", ha spiegato GM in un comunicato stampa. “Il silicio può immagazzinare 10 volte più energia della grafite. L'aumento della densità di energia può aprire la porta a pacchi batteria più piccoli, più leggeri e più efficienti che potrebbero ottenere un'autonomia maggiore a un costo inferiore".

L'accordo porta a GM l'esperienza di 15 anni e 240 brevetti di OneD nella ricerca e sviluppo di batterie per veicoli elettrici in base a un modello di business delle licenze.

"I fondi della serie C verranno utilizzati per continuare la ricerca e lo sviluppo di SINANODE, facendo avanzare la produzione pilota e fornendo agli OEM e ai produttori di batterie una perfetta integrazione nella produzione di batterie per veicoli elettrici tramite partner di produzione autorizzati", osserva GM.

Aspetta, che dire della batteria Ultium EV?

La nuova avventura di batterie per veicoli elettrici al silicio non significa che l'Ultium se ne andrà. Come GM ha affermato spesso, la piattaforma Ultium è stata progettata pensando a ulteriori miglioramenti e l'azienda ha intensificato la sua ala di ricerca e sviluppo di batterie per veicoli elettrici.

GM ha lanciato il suo nuovo Wallace Battery Cell Innovation Center a Warren, nel Michigan, all'inizio di quest'anno "per aiutare a incrementare in modo significativo lo sviluppo e la produzione di batterie Ultium di prossima generazione, insieme a metodi di produzione che possono essere rapidamente implementati negli impianti di produzione di celle di batterie".

GM rileva inoltre che sta già aumentando la produzione di Ultium. L'azienda ha attualmente uno stabilimento Ultium attivo e funzionante in Ohio, due in costruzione e un altro in fase di progettazione.

Per la cronaca, lo specialista statunitense di ricerca e sviluppo per l'accumulo di energia Tecnologie Energetiche Volta ha partecipato anche al round di Serie C con GM.

Tra i nomi all'avanguardia nel roster Volta ci sono Materiali ionici del Massachusetts e Potere solido, che ha anche un anodo di silicio nella manica.

Guida quel veicolo elettrico finché puoi

Considerando lo stato delle cose mondiali, nessuna discussione sulla mobilità personale sarebbe completa senza un accenno al movimento creare una nuova classe secondaria di cittadinanza negli Stati Uniti che grava sul diritto di viaggiare liberamente.

Emergenze mediche non trattate, traumi emotivi e altri impatti si stanno accumulando mentre nuovi divieti statali di aborto dilagano in tutto il paese, costringendo donne, ragazze e altre persone in grado di gravidanza a fuggire dallo stato per farsi curare. Nel frattempo, viaggio interstatale per le donne, le ragazze e altre persone in grado di gravidanza è anche minacciata e repubblicana membri del Congresso hanno già messo in moto il bando nazionale.

In questo contesto, limitare il diritto di qualsiasi persona in grado di gravidanza di guidare un'auto, elettrica o meno, non è poi così lontano in futuro.

Guida, finché puoi.

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Foto (screenshot): Grafite infusa di silicio per la nuova batteria EV, per gentile concessione di OneD Battery Sciences.

 

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