Het Nederlandse bedrijf LeydenJar heeft met succes lithium-ionbatterijen ontwikkeld en geproduceerd met een 100% siliciumanode die 500 laad-ontlaadcycli kan leveren zonder dat er externe druk nodig is. Hiermee een van de belangrijkste beperkingen van de volgende generatie anodes overwonnen. Deze doorbraak zorgt voor een grote vooruitgang in batterijtechnologieën, met grote implicaties voor het verhogen van het vermogen en de energiedichtheid van consumentenelektronica en energieopslagindustrieën.

De uitdaging van het opzwellen van siliciumanoden

Siliciumanodes beloven een aanzienlijk hogere energiedichtheid voor lithium-ionbatterijen bij het vervangen van traditionele grafiet-anodes. Een grote uitdaging is echter de neiging van silicium om op te zwellen tijdens laad-ontlaadcycli. Deze zwelling kan de cel intern beschadigen, wat leidt tot vroegtijdige degradatie en falen. Om dit tegen te gaan, gebruiken onderzoekers op het gebied van siliciumdominante anodes doorgaans zware klemmen om grote hoeveelheden externe druk op cellen uit te oefenen tijdens de werking om de structurele integriteit van de anode te behouden en falen te voorkomen. Normaal gesproken is deze druk ongeveer 1 MPa, wat overeenkomt met het gewicht van drie vleugels die op een smartphone rusten. Deze enorme drukvereiste beperkt de bruikbaarheid van siliciumanodes voor veel toepassingen, met name consumentenelektronica (bijv. telefoons, laptops, wearables), waarbij fabrikanten batterijen nodig hebben die goed presteren zonder enige toegepaste druk.

Een doorbraak in het ontwerp van siliciumanoden

Met de nieuwe siliciumanodetechnologie van LeydenJar is de noodzaak voor externe druk voor het eerst volledig geëlimineerd, terwijl nog steeds de door de klant gedefinieerde benchmarkdoelstelling van 500 cycli tot 80% capaciteitsbehoud en 700 cycli tot 70% capaciteitsbehoud wordt bereikt.

De doorbraak is het resultaat van uitgebreid onderzoek en innovatie in het ontwerp van de structuur en morfologie van de siliciumanode. De 100% siliciumanode heeft een poreuze architectuur die effectief de uitzetting en krimp van silicium tijdens het fietsen opvangt, waardoor de structurele integriteit en de prestaties van de cel op de lange termijn worden gewaarborgd.

Nieuwe mogelijkheden voor consumentenelektronica

De eliminatie van externe druk opent nieuwe mogelijkheden voor siliciumanodes in consumentenelektronica. Door grafiet te vervangen door ultradunne 100% siliciumanodes, kan de technologie van LeydenJar de energiedichtheid van batterijen met wel 50% verhogen, wat consumenten een langere batterijduur, energiezuinigere apparaten en verbeterde functies zoals ingebouwde kunstmatige intelligentie biedt.

Met de groeiende vraag naar lichtgewicht, krachtige batterijen die in steeds compactere en multifunctionele apparaten passen, biedt de siliciumanodetechnologie van LeydenJar een broodnodige oplossing.

Samenwerken met leiders in de industrie

Naar aanleiding van deze prestatie werkt LeydenJar actief samen met toonaangevende celfabrikanten en OEM’s om zijn siliciumanodetechnologie te integreren in de volgende generatie batterijcellen en -apparaten. Het bedrijf werkt nauw samen met fabrikanten van batterijcellen om ervoor te zorgen dat zijn technologie naadloos kan worden opgenomen in grootschalige productie en kan worden ingezet in een breed scala aan consumentenproducten.

“We zijn ontzettend trots op deze doorbraak en het potentieel dat het ontsluit voor de toekomst van energieopslag”, zegt Christian Rood, CEO van LeydenJar. “Deze prestatie is het hoogtepunt van jaren van onderzoek en ontwikkeling en we zijn enthousiast om deze technologie op de markt te brengen. We kijken ernaar uit om samen te werken met fabrikanten om batterijen van de volgende generatie te produceren met siliciumanodes als kern.”

Toekomstige ontwikkelingen en marktuitbreiding

In de toekomst blijft LeydenJar toegewijd aan het verder ontwikkelen van zijn siliciumanodetechnologie. Daarnaast onderzoekt het bedrijf nieuwe toepassingen in opkomende sectoren zoals elektrische voertuigen, energieopslag en wearables. Nu de technologie van LeydenJar aan populariteit wint op de markt, positioneert het bedrijf zichzelf als een belangrijke speler in de batterijtechnologie, met het potentieel om de volgende generatie energieopslag in verschillende sectoren te stimuleren.