Армия США внезапно одержима новой системой хранения энергии

May 03, 2023

Армия США проявляет большой интерес к новым сжиженным газовым электролитам для мощных, негорючих систем хранения энергии, которые выдерживают давление в полевых условиях.

К

Опубликовано

Вооруженный солдат армии США 21-го века берет с собой около 25 фунтов батарей при выполнении типичного задания, поэтому неудивительно, что армия постоянно занимается улучшением своих ресурсов хранения энергии. В последнем случае армия дает литий-ионным батареям еще один шанс, только на этот раз с новым сжиженным газовым электролитом.

В обычных литий-ионных батареях используется жидкий электролит, в котором растворителем растворена соль лития. Обычно это безопасная среда, несмотря на присутствие растворителя. Однако неисправная или проколотая батарея может стать причиной пожара.

Литий-ионные аккумуляторы широко распространены в современной жизни, и в большинстве ситуаций проколы не беспокоят большинство людей. Тем не менее, это представляет особую опасность для солдат и их оборудования, а также может привести к раздавливанию и другим потенциальным воздействиям, которые могут возникнуть во время полевых миссий, что объясняет, почему армия заинтересована в разработке следующего поколения более совершенных и безопасных литий-ионных батарей.

Несколько лет назад Министерство обороны США сделало большой шаг в будущее литий-ионных накопителей энергии, когда оказало помощь стартапу NanoGraf из Иллинойса в разработке новой формулы кремниевого анода, направленной на снижение веса и улучшение производительности. литий-ионных аккумуляторов.

Затем последовала награда в размере 10 миллионов долларов от армии, которая помогла NanoGraf запустить в эксплуатацию завод по производству кремниевой формулы в Чикаго. Теперь армия планирует выделить еще 550 000 долларов на финансирование, чтобы соединить аккумуляторную батарею NanoGraf 18650 с кремниевым анодом емкостью 3,8 Ач и сжиженным газовым электролитом, разработанным калифорнийской фирмой South 8 Technologies.

Шестимесячный проект проверит новую батарею в серии температурных испытаний и испытаний на проникновение гвоздей.

«Успешное завершение испытаний подтвердит работоспособность элемента при экстремально низких температурах и сохранит существующую емкость и срок службы, что позволит элементу работать при температуре до -60 градусов и до +60 градусов Цельсия и пройти тест на безопасность», - объясняет НаноГраф. .

Армейский проект по хранению энергии последовал за грантом в размере 3,152 миллиона долларов компании South 8 от ARPA-E, передового финансового отдела Министерства энергетики, в рамках более широкой программы по расширению возможностей аккумуляторов для электромобилей. «В электролите LiGas используются нетоксичные и неагрессивные газы, которые сжижаются при умеренном давлении и могут содержаться в стандартных цилиндрических баллонах для элементов», — объясняет ARPA-E.

«Эта технология продемонстрировала отличную производительность в обычных графитовых/литий-никель-марганцево-кобальт-оксидных элементах и ​​предлагает множество возможностей для снижения затрат», – добавляет ARPE-E.

ARPA-E получила награду в январе, и South 8 планирует в течение следующих трех лет работать с ведущими заинтересованными сторонами в области электромобилей, чтобы вывести энергию сжиженного газа в массовое производство.

Видимо, армия не ждет, пока вырастет трава, и не зря. Если все пойдет по плану, гибридная версия NanoGraf – South 8 приведет к значительному улучшению производительности и безопасности солдат на миссиях.

«Сжиженный газовый электролит повышает безопасность, увеличивает плотность энергии, обеспечивает всепогодные характеристики, обеспечивает возможность быстрой зарядки и снижает затраты, а также совместим с существующими процессами производства литий-ионных элементов или гигантскими производственными процессами и цепочками поставок», - с энтузиазмом говорит South 8. «LiGas® делает литий-ионные батареи более безопасными, устраняя риск термического разгона, поскольку безвредный сжиженный газ можно безопасно выпустить».

Сжиженные газовые электролиты — новинка для радара CleanTechnica, поэтому нам есть, что наверстать.

Одна из ключевых разработок в этой области появилась в 2017 году в лаборатории Ширли Мэн в инженерной школе Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего. Мэн, который также является официальным советником South 8, считается старшим автором исследования сжиженных газовых электролитов, опубликованного в журнале Science 15 июня 2017 года под заголовком «Сжиженные газовые электролиты для электрохимических устройств хранения энергии». "