Prezes firmy Sila Nano zamieścił na Twitterze informację, że ogniwa litowo-jonowe z ich krzemowymi anodami właśnie trafiły do pierwszego urządzenia. To monitor fitnessu (ang. fitness tracker) Whoop 4.0, który – jak chwali się producent – posiada baterię o gęstości energii o 17 procent wyższej niż wcześniejsze urządzenie.
Krzemowe anody najpierw w małych urządzeniach, a w przyszłości na przykład w Mercedesach
Sila Nano nie chce zdradzić parametrów nowych ogniw (napięcie na elektrodach, całkowita gęstość energii itd.). Nie ujawnia też, kto dokładnie wytwarza baterie – bo Sila Nano jest jedynie producentem krzemowej anody w proszku, a ogniwa wytworzył ktoś inny. Mamy więc tylko wspomniane 17 procent oraz deklarację, że nowe baterie oznaczają możliwość zastosowania nowych czujników i identyczny czas życia na baterii przy objętości urządzenia zmniejszonej o 1/3 (źródło, paywall; źródło).
We współczesnych anodach ogniw Li-ion stosuje się różne formy węgla, niekiedy domieszkowane krzemem. Anoda zbudowana z krzemu ma tę zaletę, że jest w stanie pomieścić i przechować nawet 10 razy więcej jonów litu niż anoda grafitowa. Teoretycznie więc ogniwo wykorzystujące krzem mogłoby mieć 10x wyższą pojemność.
Rzeczywistość nie jest jednak dla nas zbyt łaskawa. Wyższa pojemność struktury krzemowej oznacza, że 1) w początkowej fazie pracy ogniwa, gdy budowana jest warstwa pasywacyjna, unieruchamianych na zawsze jest więcej jonów litu. Oraz że 2) jony litu o wiele bardziej rozpychają krzemowe struktury (gdzieś muszą się pomieścić), co powoduje kruszenie się anody. W efekcie do wytworzenia ogniwa z krzemową anodą trzeba więcej litu (=wyższa cena) oraz dodatkowych mechanizmów stabilizacji blokujących pęcznienie struktury.
Wygląda na to, że firmie Sila Nano udało się rozwiązać co najmniej część problemów, a przy okazji stworzyć mechanizm masowej produkcji krzemowych anod. W ciągu minionych 10 lat przyspieszono proces jego wytwarzania tysiąckrotnie (1 000x). Żeby ogniwa Li-ion z krzemowymi anodami mogły trafić do samochodów, konieczne jest dodatkowe stukrotne (100x) przyspieszenie obecnego procesu (źródło). Firma prognozuje, że w ciągu następnych 5-10 lat na rynku pojawią się baterie litowo-jonowe, które będą kosztowały 50 dolarów/kWh, będą obsługiwały szybkie ładowanie i wytrzymają 10 000 cykli, 30 lat pracy.
Sila Nano jest jedną z firm, która pomaga Mercedesowi (Daimlerowi) w uruchomieniu własnych fabryk ogniw Li-ion.
