Мобільні технології стають все потужнішими і компактнішими, а акумулятори залишаються незмінними протягом десятиліть. Зменшити собівартість виробництва виявилося простіше, ніж підвищити щільність зберігання енергії, прискорити підзарядку і збільшити довговічність, зберігши при цьому безпеку. Щороку різні розробники рекламують нові технології акумуляторів, але до масового поширення вони не добираються. Нарешті, розробка sila nanotechnologies знайшла реальне застосування.

Компанія whoop, що займається відстеженням фітнесу, на цьому тижні представила носимий пристрій з численними чіпами і датчиками в складі крихітного корпусу на зап’ясті. Пристрій може відстежувати роботу серця, фізичну активність, параметри сну, температуру тіла, рівень кисню в крові і т.д. Ще цікавіше зменшення розміру на третину в порівнянні з попередником і при цьому можливість працювати 5 днів без підзарядки.

Це стало результатом десятирічної праці стартапу sila nanotechnologies, заснованого одним з колишніх співробітників tesla. Серед підтримуючих цей стартап компаній можна назвати автогіганти bmw і daimler. З 2011 року вона шукала найбільш підходящий для анода акумуляторів матеріал.

Цим матеріалом став кремній. Його атоми мають теоретичну можливість утримувати в 10 разів більше електронів в порівнянні з графітом, який часто застосовується при виготовленні анодів. Ось тільки на практиці використовувати кремній важко, оскільки доводиться збільшувати складність батарей для забезпечення безпеки і довговічності.

При підзарядці кремній при взаємодії з літієм розширюється в три з гаком рази, при розрядці настільки ж скорочується. Природно, довго в такому режимі батарея не протягне. Графіт розширюється приблизно на 7% і не так сильно впливає на структурну цілісність батареї.

Щоб обійти цю проблему, різні розробники додавали в анод не більше 10% кремнію. Якщо виготовляти анод з чистого нанокремнієвого сплаву, батарея здатна витримати не більше 100 циклів перезарядки без дорогих заходів, з якими промислове виробництво батарей виявиться економічно невигідним.

Інженери sila змогли повністю замінити графіт і підвищити щільність зберігання енергії на 20% при використанні традиційних методів виробництва батарей. Крім того, необхідна сировина повсюдно доступна.

Домогтися цього вдалося за рахунок спеціальної структури частинок, яка дає кремнію можливість розширюватися всередині цієї структури, а електроліт залишається зовні. Акумулятор здатний витримати тисячі циклів перезарядки. У пристрої whoop 4.0 обіцяна підтримка 500 повних циклів перезарядки анода, чого вистачить на кілька років експлуатації.

У цій батареї анод містить 25% кремнію, так що є ще до чого прагнути. Поки вона застосовується тільки в мініатюрному пристрої на зап’ясті, але розробники впевнені в можливості масштабування. У тому числі такі батареї можуть дістатися до автомобілів.

Sila спочатку розробляла ці батареї з прицілом на електромобілі. Вона створила об’ємний реактор з підвищеною виробничою потужністю в порівнянні з планарними реакторами. Останній реактор володіє об’ємом в 10000 разів більше в порівнянні з лабораторним.

Тепер його хочуть збільшити ще в 100 разів, до ємності 500000 л.цього буде достатньо для виробництва великої кількості батарей для електромобілів. Від інвесторів вже вдалося отримати $590 млн на будівництво великого підприємства.