Desde su nacimiento, las baterías de iones de litio han cambiado poco en su estructura básica Ahora todas las arquitecturas de baterías de iones de litio se basan en la estructura sándwich de Sony diseñada este año. La batería consiste principalmente en láminas positivas y negativas para evitar cortocircuitos entre los electrodos positivo y negativo. Se necesita una capa de membrana de polímero poroso entre las piezas polares positiva y negativa para mover el Li + a través del diafragma entre los polos positivo y negativo. Se puede decir que este diseño estructural es tan bueno que han pasado más de 20 años. La estructura de la batería de iones no ha sufrido cambios importantes, pero esta estructura tiene muchos problemas, y la primera es la seguridad. El separador de polímero tiene un punto de fusión relativamente bajo, lo que genera una gran cantidad de calor o cortocircuito interno en la batería debido a abuso eléctrico o abuso mecánico. En ese momento, el diafragma se encogerá y se fundirá bajo el efecto de altas temperaturas, lo que ocasionará un contacto directo entre los electrodos positivo y negativo, lo que provocará terribles consecuencias: fugas térmicas.
Además, la estructura tradicional de las baterías de iones de litio en la densidad de energía, especialmente la densidad de energía de volumen hay una gran desventaja. En la batería de iones de litio puede almacenar energía solo material activo positivo y negativo, pero el proceso de producción tradicional y la estructura de la batería hace que el litio Hay una gran cantidad de materiales no activos en el interior de la batería de iones: lámina de aluminio, lámina de Cu y separador, y una gran cantidad de espacio no utilizado (entre el electrodo y el diafragma, entre el núcleo de la batería y la carcasa, etc.), lo que reduce La densidad de energía del volumen de la batería del ion de litio y la densidad de energía del peso.
Los problemas de diseño causados por la solución de las necesidades finales en términos de diseño, ingenieros Enovix encontraron una solución a este problema inspiración de la industria de los semiconductores. En la industria de los semiconductores, el rápido desarrollo de la Ley de Moore impulsado en las últimas décadas, cada una el número de transistores en un chip se duplicará a 18 meses para hacer esta predicción en 1965 ?? el Dr. Gordon Moore, en un solo chip puede integrar el número de transistores es sólo el 30, pero hoy en día todos los de un solo chip están integrados Miles de millones de transistores.Revisando la historia de las baterías de iones de litio, la densidad de energía solo ha aumentado aproximadamente un 5% por año en las últimas dos décadas, y la demanda de almacenamiento de energía a partir de dispositivos electrónicos ha aumentado drásticamente. En la era de los teléfonos móviles, el teléfono móvil se cobraba una vez por semana, y cobrar en la era de las máquinas inteligentes se convirtió en una lección diaria necesaria.
Afortunadamente, el material de Si es la piedra angular de la industria de semiconductores, la batería de iones de litio es también un material de electrodo negativo muy excelente de un Si-Li formado en combinación con 4,4 Li4.4Si, y para C 6 Li con una forma LiC6 unión por lo tanto la capacidad teórica de grafito del ánodo de sólo el 372mAh / g, y la capacidad teórica de material de Si hasta 4200mAh / g o más, lo que hace un material ideal en el material de electrodo negativo de Si, y por lo tanto se espera que el proceso de tratamiento de material de maduro Si industria de los semiconductores de la aplicación En la industria de baterías de iones de litio.
tres fundadores de Enovix Lahiri, Shah y Dales diseño de semiconductores y tienen envasado y experiencia de la prueba, por lo que se iluminarán proceso de ataque químico en la industria de semiconductores y la batería de iones de litio de electrodo negativo de Si juntos por fotolitografía sobre el sustrato de Si célula proceso diseñado de estado sólido de iones de litio que estructura 3D (el proceso se muestra a continuación), que principalmente incluye el siguiente proceso los pasos 1) el primer paso es un patrón de silicio dibujo superficie de la oblea recubierta fotorresistente; 2) de la misma grabado al agua fuerte, dejando una porción del electrodo negativo de Si, así como una parte positiva colector electrodo necesita una estructura de soporte; 3) en el colector de corriente del electrodo negativo Si restante y la estructura de soporte chapado en una capa fina de metal como un colector de corriente; 4) electrodo negativo Si se depositó sobre la capa superficial de membrana cerámica ;. 5) en el espacio restante llenado de la batería de iones de litio preparado material de electrodo positivo se ha completado, el sustrato de Si se láser corta en piezas de la batería, la batería se suelda primero monolítico n El plomo negativo, y luego el secado, estas últimas baterías de una celda de 1 mm de espesor se apilarán según las necesidades de diferentes espesores y formas de la batería.
Esta tecnología mejora en gran medida la utilización del espacio de las baterías de iones de litio, desarrollado en la batería Enovix 75% del espacio se puede utilizar para almacenar una batería, la densidad de energía es de 1,5 a 3 veces el volumen de una batería de iones de litio convencional, que para el consumidor Los productos electrónicos son, sin duda, de gran atractivo.
Otra ventaja es que la seguridad de la batería Enovix membrana de polímero, una batería de iones de litio convencional utilizado, la fusión se producirá a altas temperaturas y contracción, haciendo que el embalamiento térmico de la batería de iones de litio. Esto se evita separador máximamente cerámico utilizado en el Enovix batería problema. incluso un cortocircuito de la batería se produce, la estructura de electrodo distribuido Enovix batería micro integrado también puede desempeñar un papel en la limitación de la propagación de la corriente y el calor, mejorando así aún más la seguridad de la batería. iones de litio baterías tradicional y una 100mAh 130mAh de un Enovix baterías se cargan a 250% SoC, a continuación, pinchar pruebas, la estructura convencional de la batería de iones de litio se produce embalamiento térmico, y el fuego, y la fuga térmica no se produce Enovix, Enovix demostrar plenamente la seguridad de la batería.
Para las baterías de iones de litio en términos de coste es a menudo el enemigo más grande procesará aplicaciones en la industria de semiconductores en la primera de litio-ion baterías necesitan ser resueltos es cómo reducir los costos. Cypress Semiconductor Corp. ayudó a sus filiales SunPower de producción muy bajo costo de la energía solar de alto rendimiento batería, en Cypress semiconductor, Intel y Qualcomm sociedad de inversión de la compañía de inversión para ayudar, Enovix compañía desde 2014, con tecnología madura SunPower para mejorar sus procesos de producción, lo que reducirá considerablemente el coste de producción.
estructura de la célula de iones de litio convencional en el proceso de producción se basa en la cinta de Sony evolucionaron, la estructura ha limitado la batería de iones de litio para mejorar la densidad de la densidad de energía de volumen y la energía de peso, Enovix desarrolló proceso celular 3D Si se basa en un semiconductor industrias básicas de la batería para resolver el aprovechamiento del espacio es problemas de baja y de seguridad de las baterías de iones de litio de estructura tradicional, con la madurez y reducir el costo de la tecnología que se espera revolucionar la industria de baterías de iones de litio!
