Патенты 15, заявки на 13 и заявки на патенты 6 были продлены за годы 15, чтобы инвестировать более 80 миллионов долларов Intel, Motorola, Energizer, ВМС США и Аргоннской национальной лабораторией / департаментом энергетики США. Штаты развиты. Среди прочего, гранты из Департамента сборных конструкций и Novellus Systems текли. Технологии XNRGI обеспечивают масштабируемое массовое производство при наименьших затратах в отрасли, используя полупроводниковые пластины и контрактное производство, усовершенствованное в последние годы 20 в Силиконовой долине. Такое сочетание оригинальных технологий и проверенных технологий производства дает XNRGI беспрецедентный масштаб производства и низкую стоимость при минимальных инвестициях.
Новая архитектура для хранения энергии
Das проблемы
Плотность энергии в батареях является основным узким местом для всемирного распространения электромобилей и возобновляемых источников энергии (таких как энергия солнца и ветра). Современные аккумуляторы имеют короткий срок службы, слишком дороги, слишком велики и слишком тяжелы, поэтому они ограничивают возможности применения. Батареи часто требуют специализированного производственного оборудования для различных областей применения, что ограничивает возможности экономически эффективного масштабирования производства и выработки достаточного количества энергии для удовлетворения глобальной потребности в запасенной энергии.
Мировая годовая производственная мощность аккумуляторных технологий в настоящее время составляет 150 гигаватт. По данным IPCC (Межправительственной группы экспертов по контролю за климатом), глобальный спрос на возобновляемые источники энергии только для Всемирной паутины к 2050 году составит 42 тераватта. Кроме того, несколько тераватт требуется для транспорта и электрификации других развивающихся стран. И это количество энергии не будет выходить из сети, потому что, согласно лабораториям Лоуренса Ливермора, 68% всей энергии, подаваемой в сеть США, «тратится впустую» из-за сопротивления, передачи, передачи и ограничения (энергия, которая отклоняется) если его нельзя использовать или хранить, поскольку сеть не является батареей).
Очевидно, что существует огромная необходимость в поиске экономичной, масштабируемой архитектуры для производства батарей, которая бы обеспечивала улучшения в плотности, размере, весе и форме для каждого приложения, включая транспорт, сетевые технологии, бытовую электронику и Интернет. Кроме того, эта архитектура должна была бы способствовать массовому производству батарей, которое было бы безопасным, настраиваемым и доступным.
Такое приложение могло бы позволить возобновляемым источникам энергии справиться с экспоненциальным глобальным ростом накопленной энергии.
Решение
XNRGI с его новой архитектурой хранения энергии является решением. Это единственная технология, которая может масштабировать производство аккумуляторов до тераваттной емкости, используя существующую инфраструктуру производства аккумуляторов. Все остальные аккумуляторные технологии требуют чрезвычайно высоких уровней инвестиций и нескольких лет для создания возможностей, которые XNRGI уже имеет сегодня. С помощью XNRGI производство батарей можно сразу масштабировать до уровня затрат, необходимого для удовлетворения спроса на развивающихся рынках и, в конечном итоге, замены энергии ископаемого топлива.
«С появлением дешевых аккумуляторных батарей становится все более возможным улучшить подачу энергии ветра и солнца, так что эти технологии могут помочь удовлетворить спрос, даже когда ветер не дует и солнце не светит. Результатом будет возобновляемая энергия, которая все больше заменяет существующий рынок угля, газа и ядерной энергии. "Bloomberg NEO 2018 ″
XNRGI: новая архитектура батарей
Компания XNRGI, недавно финансируемая Министерством энергетики США (DOE) для изготовления X-PowerChip ™, разработала новаторскую перезаряжаемую литий-металлическую батарею большой емкости (с использованием трехмерной пористой кремниевой структуры в качестве подложки электрода). которые могут быть изготовлены с помощью недорогой модели литейного производства полупроводников на контрактной основе, что позволит снизить капитальные затраты на 3% (по сравнению с традиционными заводами по производству батарей, строительство которых требует миллиардов и нескольких лет). Наиболее важно то, что производство полупроводников в батареях XNRGI позволяет усовершенствовать технологию так же, как усовершенствования полупроводников (то есть закон Мура), поскольку литий-ионная технология приближается к своему ограниченному потенциалу для улучшения.
Технологическая платформа XNRGI основана на самой универсальной производственной платформе, которую индустрия аккумуляторов видела за свою долгую историю. В нем устранены многочисленные недостатки старой традиционной аккумуляторной технологии, которая преследовала аккумуляторную промышленность в течение последних 30 лет. Литий-металлический анод XNRGI имеет в десять раз большую плотность энергии, чем стандартный литиево-ионный анод. В сочетании с трехмерными порами XNRGI, которые увеличивают активную площадь поверхности батареи в 3 раз, это значительно улучшает производительность. В то же время 70D-поры XNRGI создают прохладную и безопасную архитектуру для любого химического состава батарей, по существу устраняя проблемы перегрева и возгорания, которые характерны для других литий-ионных батарей. Конструкция батареи XNRGI химически независима, поскольку не ограничивает использование практически любого катодного материала, включая наиболее распространенные катодные материалы LCO, NMC, NCA или LFP. Основными преимуществами этого метода являются: Высокая плотность энергии - литий-металлический аккумулятор с (> 3 Втч / л) 1600 Втч / кг и литий-металлический воздух с (400 Втч / л) 4400 Втч / кг, с высокими токами, которые обеспечивают быструю зарядку и разрядку, длительный срок службы, основанный на исключении образования дендритов лития, значительно повышенную безопасность и недорогое серийное производство. Трехмерная архитектура XNRGI обеспечивает безопасную среду для химикатов, которые будут использоваться в больших количествах для будущих инноваций с высокой плотностью энергии и которые можно безопасно хранить.
Дорожная карта продукта для производительности / цены
XNRGI выпустила рабочие образцы 1000 (миллиард микробатарей 10) для широкого круга потребителей и продемонстрировала, что она способна производить батареи независимо от области применения или масштаба по цене ниже 150 USD / кВтч.
Технологические преимущества:
XNRGI считает, что его кремниевая архитектура предлагает несколько преимуществ с точки зрения производительности, стоимости, технологичности и расширяемости технологий, включая оптимизацию упаковки, безопасность, производительность и плотность энергии. Приложение для различных размеров от микро-батарей до больших батарей (для установки в электромобили и в сверхпроводящих накопителях магнитной энергии (SMES)). XNRGI также предлагает возможность улучшать аккумулятор каждые 18–24 месяца; В отличие от обычных батарейных архитектур, возможны постоянные улучшения.
XNRGI - это ЕДИНСТВЕННАЯ платформа с гибкой архитектурой, которая обеспечивает высокопроизводительное и недорогое серийное производство аккумуляторов, что позволяет массово использовать электромобили и возобновляемые источники энергии.
Запатентованная батарея PowerChip ™ XNRGI
В дополнение к портфелю IP XNRGI, включающему 15 выданных патентов, 13 заявок и 6 патентных заявок, технология PowerChip ™ от XNRGI обладает рядом беспрецедентных, уникальных функций, которые отличают ее от всех других аккумуляторных технологий:
Конкурс XNRGI
XNRGI охватывает все пять основных функций:
- плотность энергии
- Безопасность
- рентабельное, рентабельное производство
- гибкая технологическая платформа (неограниченное количество приложений)
- короткое время для производства, чтобы выиграть нового поставщика массового производства (обычно 3-6 месяцев).
И наоборот, конкуренты обычно встречают только одну или две из пяти основных областей производительности батареи (плотность энергии и / или безопасность). Они обременены высокими капитальными затратами, связанными с длительными сроками производства, и ограничены одним катодом и, следовательно, одним типом применения.
Преимущества масштабируемого и оптимизируемого рыночного применения XNRGI
Преимущества масштабируемого и оптимизируемого применения XNRGI во время программы ранней адоптации (EAP) были предоставлены более чем рабочим образцам 600 (миллиардным микробатареям 8) для широкого круга клиентов. Теперь компания ищет партнеров для запуска в больших объемах, чтобы использовать уникальные приложения для хранения данных новой технологии.
Программы раннего внедрения продемонстрировали эффективность технологий XNRGI в нескольких областях, включая:
- Хранение в масштабе решетки для периодически возобновляемой энергии, такой как солнечная энергия / энергия ветра и резервная энергия
- Электромобили с удельной мощностью 3-6 и меньшим снижением веса 2-3 при значительно более низкой стоимости.
- Бытовая электроника: самые высокие ватт-часы на литр при 1600 Wh / l для длительной работы.
- Интернет вещей с высокой производительностью в размере микрометра и преимуществами медленного разряда.
Резюме
Благодаря мобильности и сетевому хранилищу мировой рынок аккумуляторов будет расти с ежегодной скоростью более 40% в течение следующих нескольких лет.
XNRGI обладает уникальными возможностями для решения общеотраслевых задач, связанных с производительностью, стоимостью, безопасностью, производством на аутсорсинге и коротким сроком производства. Архитектура служит инновационной платформой, которая обеспечит эволюционный путь развития батареи в ближайшие годы.
XNRGI обладает значительными достижениями и программами раннего внедрения для крупнейших мировых производителей вычислительной техники, энергосистем, бытовой электроники и продуктов IoT, а также имеет хорошие возможности для обеспечения быстрого, прибыльного роста и глобального спроса на хранение электроэнергии. покрытие.
Источник: Текст и изображения XNRGI Перевод: Институт редких земель и металлов - июль 2019 г.
