格雷戈里·库珀倒黑色硅浆铜电流收集器在实验室

AquaLith首席执行官格雷戈里·库珀说,这家公司希望今年生产样品的阳极材料进行测试。来源:Aqualith先进材料

马里兰州大学帕克AquaLith先进材料,从马里兰大学学院公园里剥离出来在2020年。

随着电动汽车和可再生能源的发展,更好的可充电电池的需求不断上升。但是没有能取代标准锂离子技术。AquaLith先进材料马里兰大学帕克,入围名单剥离奖2023,正在开发的材料,可用于构建电池更安全,更便宜,更多的能量包的重量比现有设备。

可充电电池包括三个主要组件- -阳极,两者之间的积极的阴极和电解质,通过电子来回流动。春生,化学家和生化工程师在马里兰大学学院公园和公司的联合创始人,说他的材料已经开发了与徐康合作,美国化学家DEVCOM陆军研究实验室在斯特兰德,马里兰,提高在所有三个。

阳极在电动汽车电池通常用石墨制成的。许多研究人员探索用硅取代石墨。如石墨、硅可以房子众多原子锂电池充电时,高能量密度。但硅膨胀和收缩在充放电过程中,很快开裂,成为无用的。解决这个问题的一个方法是使用硅纳米颗粒,但他们昂贵的生产和不会持续很长时间。AquaLith先进材料分裂的区别,构建其阳极大,微型硅粒子,比传统硅阳极更稳定和持续时间比纳米颗粒。切换到这些两全其美阳极电池的重量减少15 - 20%,AquaLith首席执行官格雷戈里·库珀说,也可以刮不到10%的总成本100千瓦小时的电池。

只加盐

公司的电解质也作为一种快乐的妥协。大多数基于锂盐电解质,如果过热起火。水性电解质是安全的,但他们不能有效地处理操作一个足够高的电压。王的解决方案是添加盐水基电解液。这形成了一个电影在电极电压能力增加了150%。

最后的元素——阴极——通常是由锂、镍、锰和钴氧化物(NMC),或从磷酸亚铁锂(联赛)。NMC阴极的金属具有较高的能量密度,但价格昂贵,而联赛是便宜但持有更少的能量。AquaLith先进的阴极材料,而不是混合材料制成的溴化锂,氯化锂和石墨。溴和氯捕获和释放锂发生化学反应。这样的转换提供了一个高的能量密度,但通常只持续了50 - 100的充放电循环,远低于所需要的一种实用的电动汽车。添加石墨补偿,让十倍的充电周期。

阳极是公司发达的元素,但是使用它在一个产品至少需要三年时间,库珀说,他是一个物理学家,自称“企业家”。该公司计划生产阳极材料的样品测试今年晚些时候。电池只取代阴极和电解质是anode-only版本背后运行大约一年。结合这三个技术组合成一个电池可能需要额外的两年或三年,库珀说。(AquaLith无意制造电池本身,并打算集中精力使材料。)虽然公司兜售新的电池来来往往,库珀和王是乐观的。其他方法都是基于改变电池制造,库珀说,但是AquaLith的方法“使我们能够使用现有的基础设施使锂离子电池,这是非常重要的”。

承诺,同意苏Sundstrom创业教练位于Clevedon英国,2023年剥离奖的评委之一。“很高兴看到他们不会试图改造电池,”她说。另一位法官,艾米丽·麦凯在剑桥,英国,西门子能源、机器学习专家说AquaLith先进材料是专注于一个重要的区域:需要高能量、安全电池,能便宜的生产和广泛使用的材料。公司的方法,她说,“表明承诺作为一个企业,而不是只是好的研究”。