На марші — батареї зі швидкою зарядкою

ETH і BTRY, дочірня компанія Empa, швейцарської федеральної лабораторії матеріалознавства, розробляють батареї зі швидкою зарядкою, стійкі до температурних коливань і придатні для широкого спектру застосувань.
                                           
Щоб зменшити викиди CO2, потрібно електрифікувати багато сфер життя та зберігати відновлювану енергію вітру та сонця. Батареї, які є не тільки ефективними, але й придатними для вторинної переробки та стійкими, є важливою вимогою для досягнення цього. Дочірні компанії ETH, BTRY та 8inks, усвідомили цю проблему та працюють над акумулятором майбутнього, застосовуючи інноваційні методи виробництва та технології.
      
Звичайні літій-іонні акумулятори, які зараз використовуються в смартфонах і ноутбуках, містять рідкий електроліт. Це робить батареї чутливими до коливань температури. Крім того, звичайні батареї потребують деякого часу для перезарядки.

Моріц Футшер (Moritz Futscher) і Абдессалем Арібіа (Abdessalem Aribia), два засновники BTRY, розробили твердотільну батарею, яка складається з тонких шарів, що може багаторазово скоротити час зарядки. Твердотільні батареї, які зараз розробляє BTRY, мають велику перевагу в тому, що вони дуже стійкі до температурних коливань. Тому їх можна використовувати як при дуже високих температурах, наприклад, у датчиках, які виявляють витік пари, так і при дуже низьких температурах, наприклад, під час транспортування ліків.

Дочірня компанія виробляє батарею зі спеціальною технологією покриття, яка спочатку використовувалася для виробництва напівпровідників. Тонкі батареї розташовані одна на одній у вакуумі. Цей унікальний метод дозволяє швидко зарядити готову батарею приблизно за одну хвилину. Крім того, структура батареї обіцяє термін служби приблизно в десять разів довший, ніж у звичайної батареї. Шари настільки тонкі, що готовий виріб, схожий на фольгу, тонший за волосок.  Батареї будуть використовуватися в багатьох різних сферах, наприклад, в сенсорах IoT, побутовій електроніці або в космічних операціях.

8ink, дочірня компанія ETH, відрізняється від інших виробників акумуляторів інноваційною технологією виробництва. Вона має на меті використати це для заміни стандарту виробництва літій-іонних акумуляторів, який залишався майже незмінним протягом останніх 30 років – так званої технології слот-матриць. Пауль Бааде (Paul Baade), засновник компанії 8inks, розробив техніку під назвою «багатошарове шторне покриття» (multilayer curtain coating). Шляхом нанесення декількох тонких шарів активного матеріалу, в якому зберігається літій-іон, техніка покриття може бути адаптована до відповідних вимог. Завдяки різноманітності з точки зору товщини та властивостей матеріалу окремих шарів, ця техніка підтримує, серед іншого, масштабування твердотільних батарей. Ще одна перевага техніки полягає в тому, що швидкість покриття електродів батареї може бути значно прискорена, і тому вона оптимально підходить для задоволення зростаючого попиту.

Співробітники 8ink наразі тестують різні формати, від монетних батарейок до кишенькових елементів, які використовуються в смартфонах. Технологію можна масштабувати до більших промислових масштабів, наприклад, для батарей в електромобілях.

Для BTRY, яка виробляє свої батареї у вакуумі, Швейцарія є особливо привабливим місцем розташування, оскільки країна відома своєю вакуумною промисловістю.

Пауль Бааде з 8inks також бачить майбутнє своєї компанії в Швейцарії: «Що стосується чудових виробничих технологій, ми можемо спиратися на дуже гарну основу тут, у Швейцарії. Є багато компаній, які розробляють саме високоякісне обладнання та компоненти, які дозволять нам створювати та продавати наші виробничі системи в довгостроковій перспективі».

Стійкість відіграє ключову роль для обох допоміжних компаній. Це включає в себе виробничий процес з нейтральним викидом CO2, який зводить до мінімуму використання таких сировинних матеріалів, як кобальт і літій.

Абдессалем Арібіа пояснює: «Існує певна залежність від інших країн, наприклад, щодо обмеженої сировини, такої як літій. У той же час ми в BTRY прагнемо використовувати більш стійкі матеріали в середньостроковій перспективі, щоб також зменшити нашу залежність від іноземних виробників». У той же час 8ink зберігає свої енергетичні витрати на максимально низькому рівні за допомогою індивідуального виробництва і водночас дозволяє уникнути непотрібних витрат матеріалу. Також намагається максимально зменшити частку розчинників.

Нова технологія багатошарового покриття економить час