I brevetti di 15, i documenti di deposito di 13 e i documenti di brevetto di 6 sono stati rilasciati durante un periodo di investimento di 15 in eccesso di 80 milioni di dollari da Intel, Motorola, Energizer, la Marina degli Stati Uniti e il Dipartimento Nazionale Laboratorio / Energia degli Argonne degli Stati Uniti Stati sviluppati. Tra le altre cose, sono arrivate le sovvenzioni del Dipartimento di prefabbricazione e di Novellus Systems. Le tecnologie XNRGI consentono una produzione in serie scalabile al costo più basso del settore, utilizzando il wafer a semiconduttore e la produzione a contratto perfezionata negli ultimi anni 20 nella Silicon Valley. Questa combinazione di tecnologie originali e tecniche di produzione comprovate conferisce a XNRGI una scala di produzione senza eguali e basso costo con un investimento minimo.
Una nuova architettura per energia immagazzinabile
Il problema
La densità di energia nelle batterie è il principale collo di bottiglia per la proliferazione mondiale di veicoli elettrici ed energie rinnovabili (come l'energia solare ed eolica). Le batterie di oggi hanno una durata breve, sono troppo costose, troppo grandi e troppo pesanti, quindi limitano una varietà di applicazioni. Le batterie richiedono spesso apparecchiature di produzione specializzate per una varietà di applicazioni, il che limita la capacità di ridimensionare la produzione in modo conveniente e generare energia sufficiente per soddisfare l'esigenza globale di energia immagazzinata.
La capacità di produzione annuale globale per la tecnologia delle batterie è attualmente di 150 gigawatt. Secondo l'IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Control), la domanda globale di energie rinnovabili per il solo World Wide Web ammonterà a 2050 terawatt entro il 42. Inoltre, sono necessari diversi terawatt per il trasporto e l'elettrificazione di altri paesi emergenti. E quella quantità di energia non verrà fuori dalla rete perché, secondo Lawrence Livermore Labs, il 68% di tutta l'energia immessa nella rete statunitense viene "sprecata" attraverso resistenza, trasmissione, trasmissione e restrizione (energia che viene rifiutata) se non può essere utilizzato o immagazzinato in quanto la rete non è una batteria).
Chiaramente, c'è un'enorme necessità di trovare un'architettura di produzione di batterie scalabile ed economica che offra miglioramenti in densità, dimensioni, peso e forma per ogni applicazione, inclusi trasporto, rete, elettronica di consumo e Internet. Inoltre, questa architettura dovrebbe facilitare la produzione in serie di batterie sicure, regolabili e convenienti.
Tale applicazione potrebbe consentire alle energie rinnovabili di far fronte alla crescita esponenziale globale dell'energia immagazzinata.
La soluzione
XNRGI con la sua nuova architettura di energia immagazzinata è la soluzione. È l'unica tecnologia in grado di ridimensionare la produzione di batterie in base alla capacità di terawatt utilizzando l'infrastruttura di produzione di batterie esistente. Tutte le altre tecnologie per batterie richiedono livelli estremamente elevati di investimento e diversi anni per sviluppare le capacità che XNRGI ha già oggi. Con XNRGI, la produzione di batterie può essere immediatamente ridimensionata al livello di costo necessario per soddisfare la domanda dei mercati emergenti e infine sostituire l'energia da combustibili fossili.
"Con l'avvento dello stoccaggio economico della batteria, sta diventando sempre più possibile perfezionare la fornitura di energia eolica e solare, in modo che queste tecnologie possano aiutare a soddisfare la domanda anche quando il vento non soffia e il sole non splende. Il risultato sarà l'energia rinnovabile, che sta sostituendo sempre più l'attuale mercato del carbone, del gas e dell'energia nucleare. "Bloomberg NEO 2018 ″
XNRGI: una nuova architettura di batteria
XNRGI, recentemente finanziato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) per la prefabbricazione dell'X-PowerChip ™, ha sviluppato una batteria al litio metallo rivoluzionaria, ad alta capacità e ricaricabile (utilizzando una struttura in silicio poroso 3D come substrato dell'elettrodo) che può essere fabbricato con un modello di fonderia di semiconduttori a basso costo basato su contratto per ridurre i costi CapEx del 95% (rispetto alle fabbriche di batterie tradizionali, che richiedono miliardi e diversi anni di costruzione per costruire). Ancora più importante, la produzione di semiconduttori della batteria XNRGI consente alla tecnologia di migliorare allo stesso modo dei miglioramenti dei semiconduttori (cioè la legge di Moore) man mano che la tecnologia agli ioni di litio si avvicina al suo limitato potenziale di miglioramento.
La piattaforma tecnologica XNRGI si basa sulla piattaforma di produzione più versatile che l'industria delle batterie abbia visto nella sua lunga storia. Ha affrontato numerosi svantaggi della vecchia tecnologia convenzionale delle batterie che ha afflitto l'industria delle batterie negli ultimi 30 anni. L'anodo al litio metallico di XNRGI ha una densità di energia dieci volte superiore a un anodo agli ioni di litio standard. Se combinato con i pori 3D di XNRGI, che aumentano la superficie attiva della batteria di 70 volte, migliora significativamente le prestazioni. Allo stesso tempo, i pori 3D di XNRGI creano un'architettura fresca e sicura per qualsiasi chimica della batteria, eliminando essenzialmente i problemi di surriscaldamento e incendio che affliggevano altre batterie agli ioni di litio. Il design della batteria XNRGI è chimicamente agnostico in quanto non limita l'uso di quasi tutti i materiali catodici, inclusi i più comuni materiali catodici LCO, NMC, NCA o LFP. I principali vantaggi di questo metodo sono: Alta densità di energia - batteria al litio metallico con (> 1600 Wh / L) 400 Wh / kg e aria al litio metallico con (4400 Wh / L) 680 Wh / kg, con correnti elevate che a consentono una carica e scarica rapida, una lunga durata basata sull'eliminazione della formazione di dendriti di litio, una sicurezza notevolmente migliorata e una produzione in serie economica. L'architettura 3D di XNRGI fornisce un ambiente sicuro per le sostanze chimiche che verranno utilizzate in grandi quantità per innovazioni future ad alta densità di energia e che possono essere conservate in sicurezza.
Roadmap del prodotto per prestazioni / prezzo
XNRGI ha prodotto campioni di lavoro 1000 (miliardi di microbatterie 10) per una vasta gamma di clienti e ha dimostrato di essere in grado di produrre batterie indipendentemente dall'applicazione o dalla scala a un prezzo inferiore a 150 USD / kWh.
Vantaggi tecnologici:
XNRGI ritiene che la loro architettura in silicio offra numerosi vantaggi in termini di prestazioni, costo, producibilità ed espandibilità tecnologica, inclusa l'ottimizzazione del packaging, la sicurezza, le prestazioni e la densità energetica. Un'applicazione per una serie di dimensioni diverse, dalle micro batterie alle grandi batterie (per l'installazione nei veicoli elettrici e nello stoccaggio di energia magnetica superconduttrice (SMES)). XNRGI offre anche la possibilità di apportare miglioramenti alla batteria ogni 18-24 mesi; A differenza delle architetture di batteria convenzionali, sono possibili miglioramenti continui.
XNRGI è l'UNICA piattaforma di architettura flessibile che consente la produzione di massa di batterie ad alte prestazioni e basso costo che consente lo spiegamento di massa di veicoli elettrici e di energia rinnovabile.
Batteria PowerChip ™ proprietaria di XNRGI
Oltre al portafoglio IP di XNRGI con 15 brevetti rilasciati, 13 applicazioni e 6 domande di brevetto, la tecnologia PowerChip ™ di XNRGI ha una serie di caratteristiche uniche e senza precedenti che la distinguono da tutte le altre tecnologie per batterie:
Concorso di XNRGI
XNRGI copre tutte e cinque le caratteristiche principali:
- densità di energia
- Sicurezza
- produzione economica ed efficiente in termini di capitale
- piattaforma tecnologica flessibile (applicazioni illimitate)
- tempi di consegna brevi per la produzione per conquistare un nuovo fornitore prodotto in serie (di solito mesi 3-6).
Al contrario, i concorrenti di solito soddisfano solo una o due delle cinque aree principali di prestazione della batteria (densità di energia e / o sicurezza). Sono gravati dagli elevati costi di capitale associati ai lunghi tempi di consegna per la produzione e sono limitati a un catodo e quindi a un tipo di applicazione.
Vantaggi dell'applicazione di mercato scalabile e ottimizzabile di XNRGI
I vantaggi dell'uso scalabile e ottimizzabile di XNRGI durante il Early Adopter Program (EAP) sono stati consegnati a più di campioni di lavoro 600 (8 miliardi di microbatterie) a una vasta gamma di clienti. Ora, la società è alla ricerca di partner di lancio ad alto volume per sfruttare le esclusive applicazioni di archiviazione della nuova tecnologia.
I programmi di early adopter hanno dimostrato l'efficacia delle tecnologie XNRGI in diverse aree, tra cui:
- Stoccaggio su scala di rete per energia rinnovabile intermittente come energia solare / eolica e di riserva
- Veicoli elettrici con densità di potenza 3-6 e riduzione più leggera del peso 2-3 a costi notevolmente inferiori.
- Elettronica di consumo: il massimo wattora per litro a 1600 Wh / l per prestazioni di lunga durata.
- Internet of Things con prestazioni elevate in dimensioni micrometriche e i vantaggi di una scarica lenta.
Sommario
Spinto dalla mobilità e dall'archiviazione basata su rete, il mercato globale delle batterie crescerà a un tasso annuo superiore allo 40% nei prossimi anni.
XNRGI si trova in una posizione unica per affrontare le sfide a livello di settore di prestazioni, costi, sicurezza, produzione in outsourcing e tempi di consegna brevi per la produzione. L'architettura funge da piattaforma di innovazione che consentirà un percorso evolutivo per l'avanzamento della batteria nei prossimi anni.
XNRGI ha progressi significativi e programmi di adozione precoce con i maggiori produttori mondiali di prodotti informatici, di rete, di elettronica di consumo e IoT ed è altrettanto ben posizionata per offrire una crescita rapida, redditizia e una domanda globale di stoccaggio di energia elettrica coprire.
Fonte: testo e immagini Traduzione XNRGI: Institute for Rare Earths and Metals - luglio 2019
