W opublikowanym niedawno wniosku patentowym Tesla ujawniła, że kupiła amerykański startup ze stanu Kolorado, który zajmował się technologiami wytwarzania anod o dużych rozmiarach opartych na krzemie (Si). W podobnym sposób przedstawiał je Musk, gdy opowiadał o ogniwach 4680 podczas Battery Day 2020.
Wnętrze ogniwa 4680 na nieco większym zbliżeniu
Choć szef Tesli dość dokładnie opowiadał na pracach nad nowymi ogniwami, nie było wiadomo, skąd producent samochodów zdobył wystarczający know-how, żeby zdecydować się nie tylko na większy rozmiar ogniw (46×80 mm zamiast 21×70 i 18×65), ale też na inną ich strukturę i anodę opartą na krzemie. Szczególnie tę ostatnią decyzję przedstawiano wyjątkowo tajemniczo, choć Tesla wydawała się mieć już wszystko gotowe i policzone, co widać na pierwszym z prawej obrazku:
Z wniosku patentowego, na trop którego wpadł Electrek, wynika, że startup SilLion zajmował się pracami nad produkcją „wielkoformatowych anod o wysokiej zawartości krzemu„. W patencie mówi się o przewodzącej elektryczność polimerowej membranie zawierającej aktywne cząstki [krzemu] nakładanej na metal odprowadzający ładunek poza ogniwo. Opisywany jest też sposób przygotowania papki oraz jej suszenia i podgrzewania.
Tę papkę również widzieliśmy na filmie promocyjnym, przerobienie jej na elektrodę określono mianem wybitnie trudnego, w procesie miano wykorzystywać technologię pozyskaną od innej firmy z branży, Maxwella:
Aktualnie w anodzie ogniw litowo-jonowych stosowany jest grafit. Zastąpienie go krzemem sprawia, że ogniwo jest w stanie przechować znacznie większy ładunek, ponieważ sieć krystaliczna krzemu jest rzadsza i może się w niej zmieścić więcej jonów litu. A to ilość litu decyduje o pojemności (i sprawności ogniwa). Jednak krzemową sieć trzeba ustabilizować, wzmocnić, bo inaczej lit ją rozsadzi. Firmy stosują w tym celu węgiel, na przykład opakowują krzem w grafen.
SilLion mówi o jakiejś polimerowej membranie, co już samo w sobie brzmi dobrze. Grafen jest materiałem drogim i trudnym w zastosowaniu, natomiast technologię polimerowych membran w miarę opanowaliśmy, w ogniwach litowo-jonowych już ją stosujemy do przechowywania elektrolitu. To sugeruje, że ogniwa 4680 mogą być faktycznie tanie i stosunkowo łatwe w produkcji, o ile oczywiście do niej dojdzie.
Tesla zakłada, że masowa produkcja ogniw 4680 będzie miała miejsce w 2022 roku.
