Le batterie con anodo a base di silicio raggiungono 3.606 mAh con il 93% di mantenimento della capacità dopo 300 cicli

• Le batterie 18650 con materiali a base di silicio GEN3 continuano a fornire 3.606 mAh di capacità dopo 300 cicli. [1]
• 20% in più rispetto alla capacità di 3.000 mAh pubblicizzata della nuova batteria ad alte prestazioni US18650VTC6 di MuRata. [2]
• Sulla buona strada per stabilire un nuovo standard di prestazioni.

MONTREAL, Canada - HPQ Silicon Inc. ("HPQ" o la "Società")(TSX-V: HPQ)(OTCQB: HPQFF)(FRA: O08),, un'azienda tecnologica specializzata nell'ingegneria verde dei materiali a base di silice e silicio, è lieta di aggiornare gli azionisti sugli ultimi traguardi raggiunti nel campo delle batterie dalla sua affiliata francese, NOVACIUM SAS ("Novacium").

I rigorosi protocolli di test in corso [3] (cicli di 0,5 C a 25°C) rivelano che le batterie 18650 agli ioni di litio che utilizzano una miscela di grafite e il materiale anodico GEN3 di Novacium a base di silicio ottengono un miglioramento della capacità del 32% e presentano solo il 5% di degrado rispetto ai benchmark di grafite al raggiungimento dei 300 cicli.

"Questi risultati continuano a dimostrare il potenziale della nostra tecnologia nel migliorare significativamente la densità energetica e nell'estendere la durata delle batterie agli ioni di litio", ha dichiarato il Dr. Jed Kraiem, COO di Novacium. "Supponendo che le tendenze di degrado osservate continuino oltre i 300 cicli, i nostri modelli di proiezione indicano che, intorno ai 1.000 cicli, le prestazioni del materiale GEN3 dovrebbero eguagliare le prestazioni di riferimento della grafite previste a quel punto [4]".

AUMENTO DELLE PRESTAZIONI E DELL'EFFICIENZA COULOMBIANA DELLE BATTERIE CON ANODI A BASE DI SILICIO A 300 CICLI

Il grafico 1A evidenzia la capacità superiore (in mAh) delle batterie 18650 prodotte con il materiale GEN3 di Novacium (linea gialla) rispetto al benchmark 100% grafite (linea blu) su 300 cicli. Le batterie che utilizzano i materiali GEN2 (linea verde) e GEN1 (linea arancione), invece, non riescono a mantenere le prestazioni oltre i 200 cicli. A 300 cicli, i dati mostrano che le batterie GEN3 mantengono una capacità media di 3.606 mAh, superando in modo significativo i 2.740 mAh del benchmark in grafite.

Il grafico 1B fornisce un'analisi più approfondita del degrado delle prestazioni (o efficienza coulombiana [5]) del materiale al silicio GEN3 su 300 cicli, mostrando una conservazione della capacità del 93% rispetto al 98% del benchmark in grafite, con una differenza modesta del 5%. In particolare, la capacità assoluta delle batterie GEN3 (linea gialla) è diminuita da 3.883 mAh a 3.606 mAh, mentre il benchmark in grafite (linea blu) ha mostrato una leggera riduzione da 2.780 mAh a 2.740 mAh.

I dati riportati nel grafico 1B rivelano che tra i 200 e i 300 cicli, le batterie che utilizzano il benchmark in grafite hanno subito un degrado della capacità solo dello 0,6% (dal 98,6% al 98,0%), mentre quelle realizzate con il materiale GEN3 di Novacium hanno registrato un calo del 3,2% (dal 96,2% al 93,0%). Questi risultati sottolineano due punti chiave: in primo luogo, l'efficienza coulombiana delle batterie di riferimento in grafite corrisponde alle prestazioni delle migliori batterie 18650 sul mercato; in secondo luogo, la tendenza dell'efficienza delle batterie GEN3 rimane molto promettente.

"Sono molto entusiasta del fatto che gli ultimi risultati delle nostre batterie di riferimento alla grafite e del nostro materiale GEN3 parzialmente ottimizzato stiano suscitando l'interesse dei partecipanti al settore dei materiali anodici per batterie", ha aggiunto il Dr. Kraiem. "Questo testimonia il valore delle conoscenze sulle batterie che abbiamo acquisito e del lavoro sui materiali anodici al silicio che abbiamo svolto nell'ultimo anno".

LA DOMANDA DI BREVETTO DELL'HPQ PER LA PRODUZIONE CONTINUA DI SIOX PASSA ALLA FASE NAZIONALE DEL PCT

L'ossido di silicio (SiOx), il materiale di partenza fondamentale per la produzione di materiali anodici per batterie a base di silicio GEN3, è al centro della nostra innovazione. HPQ è lieta di annunciare che la domanda di brevetto provvisorio, depositata in Francia nel novembre 2023, per un processo di produzione continua di ossido di silicio (SiOx), sta avanzando alla fase nazionale del PCT. Questo traguardo segue un feedback molto incoraggiante da parte degli esaminatori di brevetti che hanno esaminato la nostra domanda provvisoria.

Gli attuali processi industriali di produzione di SiOx si basano sulla volatilizzazione del quarzo (SiO₂) e del silicio di grado metallurgico migliorato (UMG Si) [6] nei reattori. Questi processi sono tipicamente eseguiti in lotti, il che limita la produttività, aumenta i costi e comporta un maggiore consumo energetico.

Il nuovo processo brevettato da HPQ mira a passare alla produzione continua di SiOx, affrontando le principali limitazioni triplicando la produttività, riducendo il consumo energetico del 20% e abbassando i costi del 25-30%. Inoltre, il processo è progettato per produrre materiali a base di silicio di qualità superiore, offrendo una maggiore omogeneità e una minore contaminazione, caratteristiche più adatte al mercato delle batterie e garantendo un'impronta di carbonio più favorevole [7].

Un altro vantaggio notevole del processo proposto è che può essere perfettamente integrato nel QRR HPQ PUREVAPTM senza richiedere modifiche significative al progetto del reattore, riducendo così al minimo i rischi di sviluppo tecnologico. Inoltre, è importante notare che il prezzo di vendita del SiOx è circa 2 o 3 volte superiore a quello del silicio UMG [8].

"I risultati dei cicli delle batterie dimostrano chiaramente che la nostra tecnologia di materiali anodici a base di silicio si trova in una posizione invidiabile. L'avanzamento della nostra domanda di brevetto SiOx alla fase nazionale del PCT segna un altro significativo passo avanti nello sviluppo di processi proprietari che consentiranno ad HPQ di produrre materiali anodici a base di silicio con bassi costi operativi e di capitale, nonché con una bassa impronta di carbonio", ha dichiarato Bernard Tourillon, Presidente e CEO di HPQ Silicon Inc. e NOVACIUM SAS. "Questo potrebbe posizionare HPQ e NOVACIUM come attori chiave nella fornitura di soluzioni energetiche di prossima generazione che soddisfino gli obiettivi di performance e sostenibilità dell'industria".

FONTI DI RIFERIMENTO

[1] Analisi da parte del team tecnico di Novacium dei dati dei test sui cicli di carica e scarica in corso presso un'università leader a livello mondiale, il cui nome è tenuto riservato per motivi di concorrenza.
[2] Link alla fonte delle informazioni sull'US18650VTC6 ad alte prestazioni di MuRata Manufacturing.
[3] Parametri di ciclaggio da: 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 19-21 novembre 2019,
[4] Il team tecnico di Novacium ha utilizzato i dati dei test dei cicli di carica e scarica in corso per costruire un modello di proiezione delle prestazioni future della batteria fino a 1.000 cicli. Queste proiezioni saranno aggiornate in base ai nuovi risultati dei cicli.
[5] Link alle informazioni sull'efficienza coulombiana.
[6] Il livello di purezza del silicio metallurgico aggiornato è solitamente compreso tra 3N e 4N.
[7] Gli studi di ordine di grandezza approssimativo condotti dal team tecnico di Novacium forniscono stime iniziali, che saranno aggiornate durante una futura fase di impianto pilota.
[8] Informazioni fornite in base all'ultimo preventivo ricevuto dal fornitore.

Informazioni su NOVACIUM SAS

Novacium è una società affiliata ad HPQ, avviata nel terzo trimestre del 2022. Questa startup di tecnologia verde ha sede a Lione, in Francia, ed è una partnership tra HPQ e tre dei principali ingegneri ricercatori francesi, il Dr. Jed KRAIEM PhD, Chief Operating Officer ("COO") di Novacium, il Dr. Oleksiy NICHIPORUK PhD, Chief Technical Officer ("CTO") di Novacium, e il Dr. Julien DEGOULANGE PhD, Chief Innovation Officer ("CIO") di Novacium. Novacium è una nuova società di ricerca e sviluppo che consente ai ricercatori di sviluppare la propria tecnologia in settori ad alto valore aggiunto legati alle energie rinnovabili e permette ad HPQ Silicon Inc. una società canadese, di espandere la profondità e la portata del proprio team tecnico per contribuire allo sviluppo del silicio e di nuovi progetti di energia rinnovabile.