Amprius bringt Silizium auf den Markt

Jul 19, 2023

Die leistungsstarken Siliziumanoden-Lithium-Ionen-Batteriezellen von Amprius bieten hohe Energie.

Amprius hat seine energiedichten Batterien bereits in unbemannten Stratosphärenflugzeugen von Airbus und BAE Systems eingesetzt, die mit Solarenergie betrieben werden, und hat eine Hochleistungsversion seiner Siliziumanoden-Lithium-Ionen-Zelle für Drohnen und elektrische Senkrechtstarter vorgestellt. Landungsfahrzeuge (eVTOL).

Die Batteriezelle hat eine Leistungsdichte von 400 Wh/kg bei einer für Elektrofahrzeuge typischen C/5-Entladerate. Dies entspricht laut Amprius 250 Wh/kg für eine kommerzielle Lithium-Ionen-Batterie mit Graphitanode.

Der Akku sei aber auch für eine hohe Leistung ausgelegt und könne eine Entladungsrate von bis zu 10 °C erreichen, ohne die Temperaturgrenze zu überschreiten, so das Unternehmen und weist darauf hin, dass herkömmliche Zellen auf etwa 4 °C begrenzt seien. Die neue Hochleistungs-Hochenergiezelle kann auch mit hoher Geschwindigkeit aufgeladen werden und erreicht in 6 Minuten eine Ladung von 80 %. oder weniger.

Für eVTOL-Fahrzeuge ist für kurze Zeiträume bei Start und Landung eine hohe Leistung erforderlich. Die neue Zelle hat eine Leistungsdichte von 3.500 Watt pro Kilogramm bei einer Entladerate von 1 °C und steigt auf 4.400 Watt pro Kilogramm, wenn die Batterie bei 10 °C zu 100 % entladen wird. Bei 10 °C und einer typischen Entladetiefe von 30 % beträgt die Leistungsdichte etwa 2.800 Watt pro Kilogramm. Im Vergleich dazu verbraucht eine herkömmliche Zelle etwa 500 Watt pro Kilogramm, sagt Amprius.

„Die Anforderungen an die Entladungsrate für eVTOL hängen vom Flugzeugdesign ab. Unsere Fähigkeit zur hohen Entladungsrate ermöglicht es uns, eine höhere Nutzlast zu unterstützen, ohne dass uns der Strom ausgeht. „Es zeigt, dass unsere Zelle sehr hohe Entladeraten aushalten und gleichzeitig ein hohes Energieniveau aufrechterhalten kann“, sagt Amprius.

Lilium verwendet Siliziumanodenzellen von Ionblox für die Batterien seines Lilium Jet-Kanalventilators eVTOL. Laut von den Unternehmen veröffentlichten unabhängigen Testdaten haben diese Zellen eine Energiedichte von 327,5 Wh/kg und eine Leistungsdichte von mehr als 3.000 Watt pro Kilogramm bei einer Temperatur von 12 °C für 30 Sekunden. platzt.

Im März stellte Amprius eine 500-Wh/kg-Siliziumanoden-Batteriezelle vor, die für Plattformsysteme in großer Höhe konzipiert ist, die über lange Zeiträume bei geringer Leistung fliegen. Die Batterie wurde mit dem Stratosphärenflugzeug Zephyr von Airbus und dem Stratosphärenflugzeug Phasa-35 von BAE eingesetzt.

„Die Zellen verwenden die gleiche Anodenarchitektur und eine ähnliche Kathodenchemie, haben jedoch unterschiedliche Designs. „Die 500-Wh/kg-Zelle ist ein Ultrahochenergie-Design für eine extrem lange Entladungsdauer bei geringem Stromverbrauch“, sagt das Unternehmen.

Die Zyklenlebensdauer von Siliziumanodenzellen kann kürzer sein als bei herkömmlichen Graphitanodenbatterien. „Erste Tests deuten darauf hin, dass die neue Ultrahochleistungs-Hochenergiezelle unter Standardbedingungen einige hundert Zyklen überstehen wird“, sagt Amprius.

Das im kalifornischen Fremont ansässige Unternehmen Amprius geht davon aus, dass Kunden bis zum Jahresende Muster der Hochleistungszelle mit hoher Energie zum Testen zur Verfügung haben werden. Die Kommerzialisierung der neuen Batterie ist für Anfang 2024 geplant.

Graham leitet die Technologieberichterstattung der Aviation Week und konzentriert sich dabei auf Technik und Technologie in der gesamten Luft- und Raumfahrtindustrie, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der Identifizierung von Technologien liegt, die für die Luft- und Raumfahrt sowie die Verteidigung von strategischer Bedeutung sind.