С момента своего рождения литий-ионные батареи практически не изменились в своей базовой структуре. Теперь все литиево-ионные аккумуляторные батареи основаны на сэндвичевой структуре Sony, разработанной в этом году. Батарея состоит в основном из положительной и отрицательной фольги, чтобы предотвратить короткое замыкание между положительным и отрицательным электродами. Между положительной и отрицательной полюсами требуется слой из пористой полимерной мембраны для перемещения Li + через диафрагму между положительным и отрицательным полюсами. Этот структурный дизайн можно считать настолько хорошим, что прошло более 20 лет. Структура ионной батареи не претерпела серьезных изменений, но эта структура действительно имеет много проблем, и первая проблема безопасности. Полимерный сепаратор имеет относительно низкую температуру плавления, что приводит к большому количеству тепловыделения или внутреннего короткого замыкания в батарее из-за электрических злоупотреблений или механических нарушений. В то время диафрагма будет усаживаться и плавиться под воздействием высокой температуры, что приводит к прямому контакту между положительным и отрицательным электродами, что приводит к ужасным последствиям - тепловому убеганию.
Кроме того, традиционная структура литиево-ионных батарей в плотности энергии, особенно объемная плотность энергии, является большим недостатком. В литий-ионной батарее можно хранить энергию только в положительном и отрицательном активном материале, но традиционный процесс производства и структура батареи делают литий Внутри ионной батареи имеется большое количество неактивных материалов - алюминиевая фольга, медная фольга и сепаратор, а также большое количество неиспользуемого пространства (между электродом и диафрагмой между сердечником батареи и корпусом и т. Д.), Которые значительно уменьшены Объемная плотность энергии и плотность энергии в литиевой ионной батарее.
Проблемы, вызванные дизайном, в конечном итоге должны быть решены с дизайнерской точки зрения. Инженеры Enovix нашли вдохновение в полупроводниковой промышленности для решения этой проблемы. В последние десятилетия полупроводниковая промышленность быстро развивалась под руководством Закона Мура. За 18 месяцев число транзисторов на чипе удвоилось. В 1965 году, когда доктор Гордон Мур сделал это предсказание, количество транзисторов, которые могут быть интегрированы на одном чипе, составляет всего 30. Сегодня каждый чип интегрирован. Миллиарды транзисторов. Оглядываясь на историю литий-ионных батарей, плотность энергии за последние два десятилетия увеличилась лишь на 5% в год, а спрос на энергообеспечение электронных устройств резко возрос. В эпоху мобильных телефонов мобильный телефон взимался один раз в неделю, а зарядка в эпоху смарт-машин стала необходимым ежедневным уроком.
К счастью, краеугольный материал Si для полупроводниковой промышленности также является очень хорошим анодным материалом для литий-ионных батарей. Один Si может объединяться с 4.4 Li для образования Li4.4Si, а 6 C может сочетаться с 1 Li для образования LiC6. Поэтому теоретическая емкость графитового анода составляет всего 372 мАч / г, тогда как теоретическая емкость материала Si может достигать более 4200 мАч / г, что делает материал Si идеальным материалом для анода, поэтому ожидается, что будет применена технология обработки зрелых материалов Si в полупроводниковой промышленности. В литий-ионной аккумуляторной промышленности.
У трех основателей Enovix, Лахири, Шах и Дэйлз, есть опыт в области дизайна и упаковки полупроводников, а также они объединяют процесс фотолитографии в полупроводниковой промышленности с литий-ионным аккумулятором с отрицательным электродом Si и фотолитографией на подложке Si. Процесс представляет собой трехмерную твердотельно-литиево-ионную батарею (процесс показан ниже), процесс включает в себя следующие этапы: 1) первый шаг - нарисовать рисунок на поверхности кремния, покрытой фоторезистом, 2) травлению, в результате чего часть Si отрицательного электрода, а также положительный электрод коллектора часть нуждается в опорную конструкцию; 3) на остальной Si отрицательного электрода коллектора тока и опорной конструкции обшивки тонкий металлический слой в качестве коллектора тока; 4) На поверхности отрицательного электрода Si нанесен слой керамического сепаратора, 5) Получено оставшееся пространство, заполненное материалом положительного электрода. Подложка Si, приготовленная для ионно-литиевой батареи, будет разрезаться лазером на одноячеечную батарею. Эти одноэлементные батареи сначала приварены к положительному электроду. Отрицательный вывод, а затем высушивание, эти последние одномиллиметровые батареи толщиной 1 мм будут уложены в соответствии с потребностями различной толщины и формы батареи.
Эта технология значительно улучшила использование литиево-ионных батарей. 75% пространства, разработанного Enovix, можно использовать для хранения батарей. Объемная плотность энергии в 1,5-3 раза выше, чем у обычных литиево-ионных батарей. Электронные продукты, несомненно, очень привлекательны.
Еще одним преимуществом является то, что полимерная мембрана безопасности Enovix батареи, обычный литий-ионная батарея используется, плавление будет происходить при высоких температурах и сжатия, в результате чего теплового убегания от литий-ионной батареей. Этого можно избежать, максимально керамический сепаратор, используемый в батарейном Enovix проблема. даже батареи от короткого замыкания происходит, распределенную структуру электрода Enovix интегрированный микро батарея может также играть роль в ограничении распространения тока и тепла, таким образом, дальнейшее повышение безопасности батареи. литий-ионных батарей традиционным и 130mAh 100mAh из Enovix батареи заряжаются до 250% SoC, а затем колоть тесты, обычную структуру литий-ионного аккумулятора происходит тепловой пробой, и огонь, и тепловой пробой не происходит Enovix, Enovix полностью продемонстрировать безопасность батареи.
Для литий-ионных батарей с точки зрения стоимости часто самый большой враг будет обрабатывать заявки в полупроводниковой промышленности в первом литий-ионных батарей должны быть решены, как сократить расходы. Cypress Semiconductor Corp. помогли ее дочерние компании Sunpower очень низкая себестоимость производства солнечных высокопроизводительным батареи, в Cypress Semiconductor, Intel и Qualcomm инвестиционной компании инвестиционная компания, чтобы помочь, Enovix компании с 2014 года с отработанной технологией SunPower улучшить свои производственные процессы, что позволит значительно снизить себестоимость продукции.
Обычная структура литий-ионный элемент в производственном процессе на основе Sony ленты развивалась, структура имеет ограниченную литий-ионный аккумулятор для повышения объемной плотности энергии и веса плотности энергии, Enovix разработанного процесс клеточного 3D-Si, основан на полупроводнике основные отрасли промышленности на батарее, чтобы решить использование пространства является низким и вопросы безопасности литий-ионных батарей традиционной структуры, со сроками и снизить стоимость технологии, как ожидается, революционизировать литий-ионный аккумулятор промышленности!
