Les brevets de 15, les dépôts de 13 et les dépôts de brevet de 6 ont été prolongés au cours des années de 15 pour permettre à Intel, Motorola, Energizer, la US Navy et le Département de l'énergie des États-Unis d'investir plus d'un million de dollars 80 États développés. Des subventions du département de préfabrication et des systèmes Novellus ont notamment été attribuées. Les technologies XNRGI permettent une production de masse évolutive au plus bas coût du secteur, en utilisant la plaquette de semi-conducteur et la fabrication en sous-traitance perfectionnée au cours des dernières années 20 dans la Silicon Valley. Cette combinaison de technologies originales et de techniques de fabrication éprouvées confère à XNRGI une échelle de fabrication inégalée et un coût bas pour un investissement minimal.
Une nouvelle architecture pour une puissance stockable
Le problème
La densité d'énergie dans les batteries constitue le principal obstacle à la prolifération mondiale des véhicules électriques et des énergies renouvelables (telles que l'énergie solaire et éolienne). Les batteries actuelles ont une durée de vie réduite, sont trop chères, trop grosses et trop lourdes, de sorte qu'elles limitent une variété d'applications. Les batteries nécessitent souvent des équipements de fabrication spécialisés pour une variété d'applications, ce qui limite la capacité de dimensionner de manière rentable la production et de générer suffisamment d'énergie pour répondre au besoin mondial d'énergie stockée.
La capacité de production annuelle mondiale pour la technologie des batteries est actuellement de 150 gigawatts. Selon le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur le contrôle du climat), la demande mondiale d'énergies renouvelables pour le seul World Wide Web s'élèvera à 2050 térawatts d'ici 42. De plus, plusieurs térawatts sont nécessaires pour le transport et l'électrification d'autres pays émergents. Et cette quantité d'énergie ne sortira pas du réseau car, selon Lawrence Livermore Labs, 68% de toute l'énergie mise sur le réseau américain est «gaspillée» par la résistance, la transmission, la transmission et la restriction (énergie rejetée) s'il ne peut pas être utilisé ou stocké car le secteur n'est pas une batterie).
De toute évidence, il existe un besoin impérieux de trouver une architecture de fabrication de batterie rentable et évolutive, capable d’accroître la densité, la taille, le poids et la forme de chaque application, y compris le transport, la mise en réseau, l’électronique grand public et Internet. En outre, cette architecture devrait faciliter la production en série de batteries sûres, ajustables et abordables.
Une telle application pourrait permettre aux énergies renouvelables de faire face à la croissance mondiale exponentielle de l'énergie stockée.
La solution
XNRGI avec sa nouvelle architecture d’énergie stockée est la solution. C'est la seule technologie capable de réduire la production de batteries à une capacité de térawatt en utilisant l'infrastructure de fabrication de batteries existante. Toutes les autres technologies de batterie nécessitent des investissements extrêmement importants et plusieurs années pour développer les fonctionnalités déjà existantes de XNRGI. Avec XNRGI, la production de batteries peut être immédiatement ajustée au niveau de coût nécessaire pour répondre à la demande du marché émergent et finalement remplacer l’énergie issue des combustibles fossiles.
"Avec l'avènement du stockage sur batterie peu coûteux, il devient de plus en plus possible d'affiner l'approvisionnement en énergie éolienne et solaire, afin que ces technologies puissent répondre à la demande même lorsque le vent ne souffle pas et que le soleil ne brille pas. Le résultat sera l’énergie renouvelable, qui remplace de plus en plus le marché existant du charbon, du gaz et de l’énergie nucléaire. "Bloomberg NEO 2018 ″
XNRGI: Une nouvelle architecture de batterie
XNRGI, récemment financé par le Département américain de l'énergie (DOE) pour la préfabrication du X-PowerChip ™, a développé une batterie lithium métal rechargeable révolutionnaire de haute capacité (utilisant une structure de silicium poreux 3D comme substrat d'électrode) qui peuvent être fabriqués avec un modèle de fonderie de semi-conducteurs bon marché et basé sur des contrats pour réduire les coûts CapEx de 95% (par rapport aux usines de batteries traditionnelles, qui nécessitent des milliards et des années de construction). Plus important encore, la fabrication de semi-conducteurs de la batterie XNRGI permet à la technologie de s'améliorer de la même manière que les améliorations des semi-conducteurs (c'est-à-dire la loi de Moore) à mesure que la technologie lithium-ion approche de son potentiel limité d'amélioration.
La plate-forme technologique XNRGI est basée sur la plate-forme de fabrication la plus polyvalente que l'industrie des batteries ait connue au cours de sa longue histoire. Il a abordé de nombreux inconvénients de l'ancienne technologie de batterie conventionnelle qui a tourmenté l'industrie des batteries au cours des 30 dernières années. L'anode au lithium métal de XNRGI a dix fois la densité d'énergie d'une anode au lithium-ion standard. Lorsqu'il est combiné avec les pores 3D de XNRGI, qui augmentent la surface active de la batterie de 70 fois, il améliore considérablement les performances. Dans le même temps, les pores 3D de XNRGI créent une architecture fraîche et sûre pour toute chimie de batterie, éliminant essentiellement les problèmes de surchauffe et d'incendie qui affectaient les autres batteries lithium-ion. La conception de la batterie XNRGI est chimiquement agnostique en ce qu'elle ne limite pas l'utilisation de presque tous les matériaux de cathode, y compris les matériaux de cathode LCO, NMC, NCA ou LFP les plus courants. Les principaux avantages de cette méthode sont: Densité d'énergie élevée - batterie lithium métal avec (> 1600 Wh / L) 400 Wh / kg et air lithium métal avec (4400 Wh / L) 680 Wh / kg, avec des courants élevés qu'un permettent une charge et une décharge rapides, une longue durée de vie basée sur l'élimination de la formation de dendrite de lithium, une sécurité grandement améliorée et une production en série peu coûteuse. L'architecture 3D de XNRGI fournit un environnement sûr pour les produits chimiques qui seront utilisés en grande quantité pour les futures innovations à haute densité d'énergie et qui peuvent être stockés en toute sécurité.
Feuille de route produit performance / prix
XNRGI a produit des échantillons de travail 1000 (10 milliards de microbatteries) pour un large éventail de clients et a démontré sa capacité à produire des batteries, quelle que soit leur application ou leur prix, à un prix inférieur à 150 USD / kWh.
Avantages technologiques:
XNRGI estime que son architecture en silicium offre plusieurs avantages en termes de performances, de coût, de fabricabilité et d'extensibilité de la technologie, y compris l'optimisation de l'emballage, la sécurité, les performances et la densité énergétique. Une application pour une gamme de tailles différentes, des micro-batteries aux grandes batteries (pour l'installation dans les véhicules électriques et dans le stockage d'énergie magnétique supraconductrice (SMES)). XNRGI offre également la possibilité d'apporter des améliorations à la batterie tous les 18 à 24 mois; Contrairement aux architectures de batteries conventionnelles, des améliorations continues sont possibles.
XNRGI est la SEULE plate-forme d'architecture flexible permettant une production en masse de batteries hautes performances et à faible coût permettant le déploiement massif de véhicules électriques et d'énergies renouvelables.
Batterie PowerChip ™ exclusive de XNRGI
En plus du portefeuille IP de XNRGI avec 15 brevets délivrés, 13 demandes et 6 demandes de brevet, la technologie PowerChip ™ de XNRGI possède un certain nombre de fonctionnalités uniques et inégalées qui la distinguent de toutes les autres technologies de batterie:
Concours de XNRGI
XNRGI couvre les cinq principales caractéristiques:
- densité d'énergie
- Sécurité
- production rentable et rentable
- plate-forme technologique flexible (applications illimitées)
- Délai d'exécution réduit pour la fabrication afin de gagner un nouveau fournisseur fabriqué en série (généralement 3-6 mois).
À l'inverse, les concurrents ne rencontrent généralement qu'un ou deux des cinq domaines principaux de performance de la batterie (densité d'énergie et / ou sécurité). Ils doivent supporter les coûts d'investissement élevés liés aux longs délais de fabrication et se limitent à une cathode, et donc à un type d'application.
Avantages de l'application de marché évolutive et optimisable de XNRGI
Les avantages de l'application évolutive et optimisable de XNRGI au cours du programme Early Adopter (EAP) ont été livrés à plus de 600 Work Samples (8 milliards de microbatteries) pour un large éventail de clients. Désormais, la société recherche des partenaires de lancement à volume élevé pour exploiter les applications de stockage uniques de la nouvelle technologie.
Les programmes d'adoption précoce ont démontré l'efficacité des technologies XNRGI dans plusieurs domaines, notamment:
- Stockage à l'échelle du réseau pour les énergies renouvelables intermittentes telles que l'énergie solaire / éolienne et l'énergie de secours
- Véhicules électriques avec densité de puissance 3-6 et réduction de poids 2-3 plus légère à un coût nettement inférieur.
- Electronique grand public: Wattheure maximum par litre à 1600 Wh / l pour des performances durables.
- Internet des objets avec une haute performance en taille micrométrique et les avantages d'une décharge lente.
résumé
Porté par la mobilité et le stockage en réseau, le marché mondial des batteries va croître à un rythme annuel de plus de 40% au cours des prochaines années.
XNRGI est particulièrement bien placé pour relever les défis de l’industrie que sont la performance, les coûts, la sécurité, la fabrication sous-traitée et les délais courts de fabrication. L'architecture sert de plate-forme d'innovation qui permettra un chemin évolutif pour l'avancement de la batterie dans les années à venir.
XNRGI a des avancées significatives et des programmes d’adoption rapide avec les plus grands fabricants mondiaux de produits informatiques, de réseau, électroniques grand public et IoT. Il est également bien placé pour générer une croissance rentable rapide et la demande mondiale de stockage d’énergie électrique. couvrir.
Source: Texte et images Traduction XNRGI: Institut des terres rares et des métaux - juillet 2019
