Silizium-Anoden-Technologie
für die Breite der Anwendungen
Unsere patentierte Anoden-Plattform-Technologie bringt 100 % Silizium-Anoden in bestehende Zellfertigungen und zukünftige Generationen von Batterien
Kostenführerschaft
Geringe Materialkosten in Verbindung mit einer skalierbaren Hochrate-Abscheidung senken Produktionskosten unserer Anoden unter die Produktionskosten vergleichbarer Grafit-Anoden. Unser Verfahren lässt sich im industriell etablierten Rolle-zu-Rolle-Verfahren anwenden.
Leistungsstark
Silizium weist eine 10-fach höhere Kapazität als Grafit auf. Die besondere Struktur der NorcSi-Anode ermöglicht die Nutzung dieser Eigenschaft zur massiven Steigerung der Energiedichte bei einer besonders hohen Laderate.
Zyklenstabilität
Unser spezieller Herstellungsprozess kompensiert die starke Volumenänderung, welche Silizium für gewöhnlich beim Laden durchläuft. Die hierbei entstehende, einzigartige Struktur garantiert die mechanische Stabilität der Anode – auch nach mehreren hundert Ladezyklen.
Anwendungsvariabel
Als Plattform-Technologie ist das NorcSi-Verfahren für alle heute gängigen Zelltypen und zukünftige Generationen wie Festkörperzellen geeignet und hochgradig skalierbar.
Unsere Technologie
Ein einzigartiges Verfahren macht es möglich
Unser patentiertes Produktionsverfahren unterscheidet sich von sämtlichen bekannten Ansätzen zur Herstellung von Silizium-Anoden: Für die Herstellung der NorcSi-Anode muss keine komplexe Nano-Struktur erzeugt werden. So können wir Hochleistungsanoden einfach aus Kupfer und Silizium im industriellen Stil produzieren – ganz nach dem „First Principle“ das preiswerteste Verfahren. Im Zentrum unserer Technologieplattform steht ein thermisches Verfahren aus der Halbleiterindustrie, mittels dem wir stabile Nanostrukturen innerhalb einer dünnen Schicht aus reinem Silizium erzeugen. Die bekannten Probleme bei der Nutzung reinen Siliziums wie Volumenausdehnung, Kontaktverlust und Feststoff-Elektrolyt-Grenzphase werden dadurch gelöst. Unsere im Labor getestete Anode erzielt Durchbrüche bei der Kapazität, und Laderate und bietet hohes Anpassungspotenzial für fast alle gängigen Batterie-Applikationen und zukünftigen Zelltypen.
Produktion und Anwendung
Unser Verfahren ist massenmarkttauglich
Unser Produktionsverfahren ist in der Batterieproduktion eine Neuheit, in der Halbleiterindustrie aber bereits gängige Praxis. Durch die Aufbringung von Silizium als Schicht können unsere Anoden im Rolle-zu-Rolle-Verfahren mit marktüblichen Anlagen und Equipment hergestellt und verarbeitet werden. Als produktunabhängige Plattformtechnologie bietet unser Verfahren zahlreiche Parameter zur Anpassung der Performance und eignet sich für Lithium-Ionen-Batterien, Lithium-Schwefel-Batterien und erfüllt alle Anforderungen an Hochleistungsanoden für Festkörperbatterien. Die zentralen Merkmale der hohen Energiedichte und Laderate machen unsere Silizium-Anoden ideal für Anwendungen wie Elektroautos, portable Elektrogeräte, Drohnen und Multicopter.
Warum Silizium?
Silizium ist die bessere Wahl für Lithium-Ionen-Akkus als Grafit
Lithium-Ionen-Akkus sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte seit den 1990er Jahren die meistgenutzte Technologie für batterieelektrische Fahrzeuge, Laptops, Smartphones und viele weitere mobile Anwendungen mit hohem Energiebedarf. Sie existieren in zahlreichen Varianten und Bauweisen.
Ein kritisches Bauteil der Akkus ist die Anode, da in ihr die Lithium-Ionen beim Laden eingelagert werden. Von den Eigenschaften der Anode hängt die Speicherkapazität der Batterie entscheidend ab. Für Anoden wird derzeit hauptsächlich Grafit verwendet. Dabei kann Silizium aufgrund seiner atomaren Struktur bis zu 10 mal mehr Lithium-Ionen aufnehmen. Silizium ist zudem weltweit verfügbar und günstiger als Grafit, welches zum Großteil in nur zwei Ländern abgebaut wird. Dennoch ist es bisher nicht gelungen, Grafit im großen Stil durch Silizium zu ersetzen: Silizium dehnt und kontrahiert sich beim Laden und Entladen erheblich, was die Lebensdauer der Batterie deutlich verkürzt. Es gibt bereits zahlreiche Ansätze, dieses Problem durch aufwändige, kohlenstoffbasierte Silizium-Nanodrahtstrukturen oder Mischung von Silizium und Grafit zu lösen. Mit unserem patentierten Verfahren können wir Silizium-Nanostrukturen erstmals im industriellen Stil herstellen und die Kosten für leistungsfähige Silizium-Anoden so deutlich reduzieren.
Warum Silizium?
Silizium ist die bessere Wahl für Lithium-Ionen-Akkus als Grafit
Lithium-Ionen-Akkus sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte seit den 1990er Jahren die meistgenutzte Technologie für batterieelektrische Fahrzeuge, Laptops, Smartphones und viele weitere mobile Anwendungen mit hohem Energiebedarf. Sie existieren in zahlreichen Varianten und Bauweisen.
Ein kritisches Bauteil der Akkus ist die Anode, da in ihr die Lithium-Ionen beim Laden eingelagert werden. Von den Eigenschaften der Anode hängt die Speicherkapazität der Batterie entscheidend ab. Für Anoden wird derzeit hauptsächlich Grafit verwendet. Dabei kann Silizium aufgrund seiner atomaren Struktur bis zu 10 mal mehr Lithium-Ionen aufnehmen. Silizium ist zudem weltweit verfügbar und günstiger als Grafit, welches zum Großteil in nur zwei Ländern abgebaut wird. Dennoch ist es bisher nicht gelungen, Grafit im großen Stil durch Silizium zu ersetzen: Silizium dehnt und kontrahiert sich beim Laden und Entladen erheblich, was die Lebensdauer der Batterie deutlich verkürzt. Es gibt bereits zahlreiche Ansätze, dieses Problem durch aufwändige, kohlenstoffbasierte Silizium-Nanodrahtstrukturen oder Mischung von Silizium und Grafit zu lösen. Mit unserem patentierten Verfahren können wir Silizium-Nanostrukturen erstmals im industriellen Stil herstellen und die Kosten für leistungsfähige Silizium-Anoden so deutlich reduzieren.
Über uns
Die besondere Synergie hinter NorcSi
Silizium ist das am intensivsten erforschte Material im Halbleiterbereich. Die Idee für unser Verfahren geht auf ein 2013 begonnenes, interdisziplinäres Forschungsprojekt des Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und der Technischen Universität Bergakademie Freiberg (TU Freiberg) zurück. Unsere Gründer und Geschäftsführer verfügen über Jahrzehnte Erfahrung im Sonderanlagenbau für den Photovoltaik- und Hochtechnologiesektor und haben NorcSi 2020 mit dem Ziel gegründet, die wissenschaftlichen Erkenntnisse der Materialforschung in die Anwendung zu bringen. Durch die Ansiedlung auf dem Weinberg-Campus in Halle (Saale) haben wir Zugang zu einem exzellenten Netzwerk an Partnern aus Wissenschaft und Industrie.
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