Kjarna kostur
Öfgafullan orkuþéttleika
Raunveruleg afkastageta kísil-kolefnis samsettra efna getur náð 1500-2000 mAH/g . þegar þau eru sameinuð há-nikkel ternary jákvæðum rafskautum, getur rafhlöðuþéttleiki farið yfir 300Wh/kg (til dæmis, ef Tesla 4680 rafhlaðan notar Silicon-kolefnis neikvæða rafskaut, orkusjúkdómurinn mun aukast með því 20%) .
Umsóknarmál: Rafhlaðan af flaggskip farsíma ákveðins vörumerkis hefur aukist úr 4000mAh í 4800mAh og aksturssvið rafknúinna ökutækja hefur verið framlengt af 50-100 kílómetrum .
Framúrskarandi hjólreiðarafköst
Þrívídd netuppbyggingar kolefnisefna getur dreift stækkunarálagi kísils . rannsóknarstofugagna sýnt að kísil-kolefnis neikvæða rafskautið með kolefnishúð hefur afkastagetu 82% eftir 500 hringrás . Þetta jafngildir rafhlöðu eftir tvö ár {
Tæknileg bylting: Kísilkolskoleysi sem framleidd er með CVD aðferð, með samræmdu samsettu uppbyggingu, getur náð hringrásarlífi yfir 1500 sinnum, langt umfram grafít rafskautaverksmiðju (1000-2000 sinnum) .
Hröð hleðsluhæfileiki
Leiðni kolefnisefna léttir einangrunargalla kísils og litíumjónardreifingarhraði er aukinn um 30 sinnum, sem styður 5C hratt hleðslu (eins og 30- mínútu hratt hleðslutækni ákveðins rafknúinna ökutækja) .
Litíumútdráttarmöguleiki kísils (~ 0 . 4v vs . li/li⁺) er hærri en grafít (~ 0 . 05V á móti li/li⁺), sem getur komið í veg fyrir að litíum dreifist á yfirborðið við hleðslu og aukið öryggi.
Hagkvæmni og umhverfislegir kostir
Kísil er næst algengasti þátturinn í jarðskorpunni og hráefniskostnaður þess er 40% lægri en grafít . Eftir stórfellda framleiðslu er hægt að lækka heildarkostnaðinn um 15% (eins og reiknað er með ákveðinni rafhlöðuverksmiðju, með því að nota kísilkarni neikvæða rafskaut getur dregið úr kostnaði við hverja kWh rafhlöðu með $ 8) .}}}}
Eitt tonn af kísil-kolefnis rafskautaverksmiðju getur dregið úr útdrátt 2 . 3 tonna af grafít og lægri orkunotkun framleiðslunnar um 18%. Ef allar litíum rafhlöður um allan heim myndu skipta yfir í kísil-kolefnis anódes, myndi það leiða til lækkunar upp á 3,5 milljónir tóna af kolefnisdíoxíðsgeislunar.
Samhæfni og tæknilegir möguleikar
Það er hægt að laga það beint að núverandi grafít rafskautaframleiðslulínu . Aðeins þarf að stilla slurry formúluna og rúllupressubreyturnar (til dæmis var framleiðslulínan í tilteknu fyrirtæki endurnýjað á aðeins þremur mánuðum) .}
Stöðug nýsköpun: mannvirki eins og þrívídd grafenhúðuð kísilagnir og kísil-kolefnis nanowire fylki hafa ýtt orkuþéttleika upp í 1800mAh/g . eftir 800 hringrás, þá nær getu varðveislu 91%{7}}.
Umsóknarsvið og horfur á markaði
Rafeindatækni neytenda: Skarpskyggni hefur náð 18%. Raunverulegt próf farsímanotanda sýnir að rafhlaðan með kísil-kolefnis neikvæða rafskaut hefur aðeins 11%rafhlöðu eftir 500 hleðsluhring (meðan hefðbundnar rafhlöður lækka um 35%) .}}
Rafknúin ökutæki: Notkunarhlutfallið er um það bil 7%. Eftir að nýjasta gerð bílaframleiðandans var notuð kísilkolskerfið var þyngd rafhlöðupakkans minnkuð um 23%og raforkunotkun á 100 km lækkað í 12 kWst .
Orkugeymslusvið: Eftir að hafa notað kísil-kolefnis neikvæða rafhlöður í ákveðnu ljósgeymsluverkefni, jókst dagleg hjólreiðatíðni úr 2 sinnum í 3 sinnum .
Tæknilegar áskoranir og framtíðarleiðbeiningar
Útvíkkun um stækkun rúmmáls: Þrátt fyrir að draga verulega úr kolefnissamsetningum, þá leiðir nanosizing kísilagnir til mikillar aukningar á sérstöku yfirborði, sem leiðir til lítillar upphafs skilvirkni (sem krefst for-litunartækni til að bæta) .
Stórfelld framleiðsla: Búnaður kostnaður við CVD aðferðina er mikill . Fluidised rúmferlið þarf að takast á við málefni einsleitni og öryggi silane-útfellingar (búist er við að verði smám saman útfærð frá 2025 til 2026) .
Hagræðing efnishlutfalls: Þegar kísilinnihald fer yfir 15% lækkar árangurinn verulega . Iðnaðurinn samþykkir almennt sílikon lyfjamishlutfall 5% til 10% (eins og sýnt er í einkaleyfinu á ákveðnu fyrirtæki, þá er víðtæk afköst ákjósanleg þegar kísilinnihaldið er 8%).} er best þegar kísilinnihaldið er 8%).