Anodenbatterien auf Siliziumbasis erreichen 3.606 mAh mit 93 % Kapazitätserhalt nach 300 Zyklen

• 18650-Akkus mit GEN3-Materialien auf Siliziumbasis liefern auch nach 300 Zyklen noch eine Kapazität von 3.606 mAh. [1]
• 20 % höher als die beworbene Kapazität von 3.000 mAh eines neuen Hochleistungsakkus US18650VTC6 von MuRata. [2]
• Auf dem Weg, einen neuen Leistungsstandard zu setzen.

MONTREAL, Kanada - HPQ Silicon Inc. ("HPQ" oder das "Unternehmen")(TSX-V: HPQ)(OTCQB: HPQFF)(FRA: O08),, ein Technologieunternehmen, das sich auf die umweltfreundliche Herstellung von Siliziumdioxid und siliziumbasierten Materialien spezialisiert hat, freut sich, seine Aktionäre über die jüngsten Meilensteine seines in Frankreich ansässigen Tochterunternehmens NOVACIUM SAS ("Novacium") im Bereich Batterien zu informieren.

Strenge laufende Testprotokolle [3] (0,5C Zyklen bei 25°C) zeigen, dass Lithium-Ionen-Akkus 18650, die eine Mischung aus Graphit und Novaciums GEN3 Anodenmaterial auf Siliziumbasis verwenden, eine 32%ige Kapazitätsverbesserung erreichen und nur 5% Degradation im Vergleich zu Graphit-Benchmarks bei der 300-Zyklen-Marke aufweisen.

"Diese Ergebnisse belegen das Potenzial unserer Technologie, die Energiedichte und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien deutlich zu erhöhen", sagte Dr. Jed Kraiem, COO von Novacium. "Unter der Annahme, dass sich die beobachteten Degradationstrends über 300 Zyklen hinaus fortsetzen, deuten unsere Prognosemodelle darauf hin, dass die Leistung des GEN3-Materials bei etwa 1.000 Zyklen der prognostizierten Graphit-Benchmark-Leistung in diesem Stadium entsprechen sollte [4]."

STEIGERUNG DER BATTERIELEISTUNG UND DES COULOMBISCHEN WIRKUNGSGRADS MIT ANODEN AUF SILIZIUMBASIS BEI 300 ZYKLEN

Grafik 1A verdeutlicht die überlegene Kapazität (in mAh) von 18650er-Batterien, die mit dem GEN3-Material von Novacium (gelbe Linie) hergestellt wurden, im Vergleich zur 100%igen Graphit-Benchmark (blaue Linie) über 300 Zyklen. Akkus mit GEN2 (grüne Linie) und GEN1 (orange Linie) bleiben dagegen nicht über die 200-Zyklen-Marke hinaus leistungsfähig. Bei 300 Zyklen zeigen die Daten, dass GEN3-Batterien eine durchschnittliche Kapazität von 3.606 mAh aufrechterhalten und damit die 2.740 mAh der Graphit-Benchmark deutlich übertreffen.

Schaubild 1B gibt einen genaueren Einblick in den Leistungsabfall (oder Coulomb'schen Wirkungsgrad [5]) des GEN3-Siliziummaterials über 300 Zyklen und zeigt eine Kapazitätserhaltung von 93 % im Vergleich zu den 98 % des Graphit-Benchmarks - eine bescheidene Differenz von 5 %. Konkret ging die absolute Kapazität der GEN3-Batterien (gelbe Linie) von 3.883 mAh auf 3.606 mAh zurück, während die Graphit-Benchmark (blaue Linie) einen leichten Rückgang von 2.780 mAh auf 2.740 mAh aufwies.

Die Daten in Schaubild 1B zeigen, dass zwischen der 200- und 300-Zyklen-Marke die Kapazität der Graphit-Benchmark-Batterien nur um 0,6 % abnahm (von 98,6 % auf 98,0 %), während die mit dem GEN3-Material von Novacium hergestellten Batterien um 3,2 % abnahmen (von 96,2 % auf 93,0 %). Diese Ergebnisse unterstreichen zwei wichtige Punkte: Erstens entspricht der coulombische Wirkungsgrad der Graphit-Benchmark-Batterien der Leistung der besten 18650er-Batterien auf dem Markt, und zweitens ist die Entwicklung des Wirkungsgrads von GEN3-Batterien weiterhin sehr vielversprechend.

"Ich bin sehr erfreut darüber, dass die neuesten Ergebnisse unserer Graphit-Benchmark-Batterien und unseres teilweise optimierten GEN3-Materials das Interesse von Teilnehmern aus der Batterieanodenmaterial-Industrie wecken", fügte Dr. Kraiem hinzu. "Dies ist ein Beweis für den Wert des von uns erworbenen Batteriewissens und der Arbeit an Siliziumanodenmaterialien, die wir im vergangenen Jahr geleistet haben."

HPQS PATENTANMELDUNG FÜR DIE KONTINUIERLICHE SIOX-HERSTELLUNG GEHT IN DIE NATIONALE PCT-PHASE ÜBER

Siliziumoxid (SiOx), das wichtigste Ausgangsmaterial für die Herstellung von GEN3-Silizium-basierten Anodenmaterialien für Batterien, ist von zentraler Bedeutung für unsere Innovation. HPQ freut sich, bekannt geben zu können, dass die im November 2023 in Frankreich eingereichte vorläufige Patentanmeldung für ein kontinuierliches Siliziumoxid (SiOx)-Herstellungsverfahren in die nationale PCT-Phase übergegangen ist. Dieser Meilenstein folgt auf sehr ermutigende Rückmeldungen von Patentprüfern, die unsere vorläufige Anmeldung geprüft haben.

Die derzeitigen industriellen SiOx-Herstellungsverfahren beruhen auf der Verflüchtigung von Quarz (SiO₂) und verbessertem metallurgischem Silizium (UMG Si) [6] in Reaktoren. Diese Prozesse werden in der Regel in Chargen durchgeführt, was die Produktivität begrenzt, die Kosten erhöht und zu einem höheren Energieverbrauch führt.

Das neue patentierte Verfahren von HPQ zielt darauf ab, den Übergang zu einer kontinuierlichen SiOx-Produktion zu vollziehen und die wichtigsten Einschränkungen zu beseitigen, indem die Produktivität verdreifacht, der Energieverbrauch um 20 % reduziert und die Kosten um 25-30 % gesenkt werden. Darüber hinaus ist das Verfahren auf die Herstellung hochwertigerer Materialien auf Siliziumbasis ausgelegt, die eine größere Homogenität und geringere Verunreinigungen aufweisen - Eigenschaften, die für den Batteriemarkt besser geeignet sind und gleichzeitig eine günstigere Kohlenstoffbilanz aufweisen [7].

Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist, dass es nahtlos in HPQ PUREVAPTM QRR integriert werden kann, ohne dass wesentliche Änderungen am Reaktordesign erforderlich sind, wodurch die technologischen Entwicklungsrisiken minimiert werden. Außerdem ist zu beachten, dass der Verkaufspreis von SiOx etwa 2 bis 3 Mal höher ist als der von UMG-Silizium [8].

"Die Ergebnisse unserer Batteriezyklen zeigen deutlich, dass sich unsere siliziumbasierte Anodenmaterialtechnologie in einer beneidenswerten Position befindet. Der Fortschritt unserer SiOx-Patentanmeldung in der nationalen PCT-Phase ist ein weiterer bedeutender Schritt in der Entwicklung proprietärer Prozesse, die es HPQ ermöglichen werden, siliziumbasierte Anodenmaterialien mit niedrigen Betriebs- und Kapitalkosten sowie einem geringen Kohlenstoff-Fußabdruck herzustellen", sagte Bernard Tourillon, Präsident und CEO von HPQ Silicon Inc. und NOVACIUM SAS. "Dies könnte HPQ und NOVACIUM als Schlüsselakteure bei der Bereitstellung von Energielösungen der nächsten Generation positionieren, die sowohl die Leistungs- als auch die Nachhaltigkeitsziele der Industrie erfüllen."

REFERENZQUELLEN

[1] Analyse der Daten aus den laufenden Lade- und Entladezyklustests durch das technische Team von Novacium, die an einer weltweit führenden Universität durchgeführt wurden, deren Name aus Wettbewerbsgründen vertraulich behandelt wird.
[2] Link zur Quelle der Informationen über den Hochleistungsakku US18650VTC6 von MuRata Manufacturing
[3] Zyklusparameter aus: Ratnakumar Bugga et al. "Performance of Commercial High Energy and High Power Li-Ion Cells in Jovian Missions Encountering High Radiation Environments", NASA Battery Workshop November 19-21, 2019,
[4] Das technische Team von Novacium hat Daten aus den laufenden Lade-Entlade-Zyklustests verwendet, um ein Modell zu erstellen, das die zukünftige Batterieleistung bis zu 1.000 Zyklen prognostiziert. Diese Prognosen werden aktualisiert, sobald neue Zyklusergebnisse vorliegen.
[5] Link zu Informationen über den Coulombschen Wirkungsgrad.
[6] Der Reinheitsgrad von aufbereitetem metallurgischem Silizium liegt normalerweise zwischen 3N und 4N.
[7] Die vom technischen Team von Novacium durchgeführten Studien zur groben Größenordnung liefern erste Schätzungen, die während einer künftigen Pilotanlagenphase aktualisiert werden sollen.
[8] Die Angaben basieren auf dem letzten erhaltenen Angebot des Lieferanten.

Über NOVACIUM SAS

Novacium ist ein mit HPQ verbundenes Unternehmen, das im 3. Quartal 2022 gegründet wurde. Dieses grüne Technologie-Startup hat seinen Sitz in Lyon, Frankreich, und ist eine Partnerschaft mit HPQ und drei der führenden französischen Forschungsingenieure, Dr. Jed KRAIEM PhD, Novaciums Chief Operating Officer ("COO"), Dr. Oleksiy NICHIPORUK PhD, Novaciums Chief Technical Officer ("CTO"), und Dr. Julien DEGOULANGE PhD, Novaciums Chief Innovation Officer ("CIO"). Novacium ist ein neues Forschungs- und Entwicklungsunternehmen, das es Forschern ermöglicht, ihre eigene Technologie in Bereichen mit hohem Mehrwert im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien zu entwickeln, und das es dem kanadischen Unternehmen HPQ Silicon Inc. erlaubt, die Tiefe und Reichweite seines technischen Teams zu erweitern, um die Entwicklung seines Siliziums und neuer Projekte im Bereich erneuerbare Energien zu unterstützen.