He3da Technologie
V rámci společné firmy HE3DA s.r.o. vyvíjíme, na základě využítí nanomateriálů, zcela nový konstrukční typ lithiového akumulátoru. Konstrukce této nové generace lithiováých baterií je založena, na rozdíl od těch součastných, na 3D (silnovstvé) architektuře elektrod.
Tenkovrstva (2D) Baterie
Aktivní materiál A a K je rozmístěn v co nejtenčí vrstvě (2D)
Článek 2D baterie je tvořen velkým množstvím folií na nichž je nanesena mimořádně tenká vrstva A a K oddělená separátorem.
- Značnou část objemu článku baterie zaujímá neaktivní hmota separátoru na úkor hmoty elektrod.
- Složitější konstrukce
- Vyšší výrobní náklady
A
K
VS.
,,Silnovrstvá (3D) Baterie HE3DA
Aktivní materiál A a K je rozmístěn prostorově (3D)
Článek 3D baterie (HE3DA) je tvořen silnými vrstvami A a K oddělenými jediným separátorem.
- Tloušťka vrstvy elektrody 10-50x vyšší než u 2D baterie.
- Jednoduši konstrukce
- Nižší výrobní náklady
A
K
Výhody HE3DA baterie
HE3DA baterie je nová technologická platforma. Využití současných aktivních materiálů na nano úrovni a inovativní konstrukční řešení bateriových článků umožňují mnohem větší tloušťku elektrod do 2 mm a řádově větší články až do kapacity 100 kWh. Mezi všechny výhody baterie patří:
Vysoká kapacita
- katoda až 2000 kWh/m3,
- anoda 200 až 3000kWh/m3
- hmotnostní parametry jsou dány potřebným množstvím a kapacitou materiálu, 3D moduly jsou pouze mírně lehčí oproti 2D článkům
Volitelná rychlost nabíjení/vybíjení
- typické nabití v superbezpečné oblasti pod bodem rozkladu elektrolytu – 8 hodin
- typické vybití do 1 hodiny
Vysoká bezpečnost
- přesné určení je předmětem dalšího vývoje – odborný odhad je až 1/5 existujících 2D investičních nákladů
Recyklovatelnost
- jednodušší a bezpečnější než u 2D baterií.
Nižší náklady
- účinnost cyklu přes 90%, typicky 70%
- předmětem dalšího vývoje – odborný odhad je pod 0,5 USD za 1 Wh
- skladovacího prostoru pro energii při životnosti 1000 cyklů
- tolerance k nabití / vybití na více než stoprocentní hodnotu
- z měření v menším měřítku se přebíjení zdá být dobře zvládnutelné (žádné Li baterie nelze bez rizika
- nabíjet galvanostaticky, nýbrž se musí nabíjet při konstantním potenciálu, kdy u 3D modulu klesnou postupně proudy k nule)
Vysoká životnost
- předmětem dalšího vývoje-zatím bylo provedeno maximálně 200 cyklů
- celý blok lze typicky nabít a vybít v časech pod 24 hodin a dále cyklovat
- nejběžněji je nabití z více než 30% dokončeno v časech okolo 2 hodin
- vybití je díky potenciálovému spádu mnohem rychlejší – typicky 30% / 15 minut
očekávaná životnost při zvládnutí - technických problémů konkrétních typů baterií je nad 5000 cyklů
Volitelný tepelný rozsah provozu
- teplota je kontrolovaná chlazením, ale baterie pracuje o mnoho lépe směrem k vysokým teplotám než 2D. Neobsahuje kromě elektrolytu organické látky – je bezpečnější a podle typu aktivních materiálů může dlouhodobě operovat při 80°C.
Ukázky HE3DA technologie
Technologie HE3DA® přináší mnoha využití. Nejčastějším příkladem je celková energetika, automobilový průmysl ale také bateriové speciály. Moduly mohou být jednoduše kombinovány do velkých systémů. Díky nízkému počtu článků a inovativnímu konceptu BMS je instalace bateriového systému HE3DA® velmi jednoduchá,
