• Sat. Oct 16th, 2021

PDF2DOCXFREE

Enkelt kan vara svårare än komplext

Dina batterier beror på störningar

Byadmin

Sep 8, 2021

ALAMEDA, Kalifornien – Den nya Whoop fitness tracker spänner runt handleden, ungefär som alla andra hälsoskärmar eller smartklockor. Men du kan också köpa en sport -bh eller leggings utrustade med denna lilla enhet, som kan vara en skiva elektronik som sys i klädväven.

Att klämma in en fitnessspårare till ett så bra paket var ingen liten bedrift, säger John Capodilupo, Whops tekniska chef. Det krävdes en helt ny typ av batteri. Batteriet, som byggdes av en nystartad företag i Kalifornien, Sila, gav den lilla fitness-trackern mer kraft än äldre batterier och bibehöll samma batteritid.

Även om det kanske inte låter jordskakande, är Silas batteri en del av en våg av nya batteriteknologier som kan leda till nya konstruktioner inom konsumentelektronik och hjälp påskynda elektrifieringen av bilar och flygplan. De kan till och med hjälpa till lagra el på elnätet, ger en hand till insatser för att minska beroendet av fossila bränslen.

Nya typer av batterier får inte blända konsumenter som nya appar eller prylar. Men som små transistorer är de kärnan i teknikutvecklingen. Om batterierna inte förbättras så mycket gör inte enheterna de driver.

Företag som Enovix, QuantumScape, Solid Power och Sila har utvecklat dessa batterier i mer än ett decennium, och vissa hoppas kunna gå in i massproduktion runt 2025.

Silas verkställande direktör och medgrundare, Gene Berdichevsky, var en tidig Tesla-anställd som övervakade batteritekniken när företaget byggde sin första elbil. Infördes 2008, Tesla Roadster använde ett batteri baserat på litiumjonteknik, samma batteriteknik som driver bärbara datorer, smartphones och andra konsumentenheter.

Teslas popularitet, tillsammans med den snabba tillväxten på marknaden för konsumentelektronik, utlöste en ny våg av batteriföretag. Herr Berdichevsky lämnade Tesla 2008 för att arbeta med det som så småningom blev Sila. En annan företagare, Jagdeep Singh, grundade QuantumScape efter att ha köpt en av de första Tesla Roadsters.

Båda såg hur litiumjonbatterier kunde förändra bilmarknaden. De såg en ännu större möjlighet om de kunde bygga en mer kraftfull typ av batteri.

“Litiumjonbatterier hade precis blivit tillräckligt bra, men de låg på platå”, sa Berdichevsky. “Vi ville driva tekniken vidare.”

Ungefär samtidigt skapade kongressen ARPA-E, för Advanced Research Projects Agency-Energy, för att främja forskning och utveckling inom ny energiteknik. Byrån vårdade de nya batteriföretagen med finansiering och annat stöd. Ett decennium senare börjar dessa ansträngningar bära frukt.

Efter att ha samlat in mer än 925 miljoner dollar i anställning sysselsätter Sila cirka 250 personer vid sitt lilla forskningscenter och fabrik i Alameda, den lilla östaden väster om Oakland. När han och två andra företagare grundade företaget 2011 trodde Berdichevsky att de skulle behöva cirka fem år för att få ett batteri på marknaden. Det tog dem 10.

Fitness -trackern Whoop 4.0, som säljs onsdag med en månatlig prenumerationsavgift på mellan $ 18 och $ 30, är ​​en tidig indikation på hur Silas teknik kan fungera på massmarknaden.

Batteriet ger 17 procent större effekttäthet än batteriet som använts av Whops tidigare fitness tracker. Det betyder att enheten kan vara en tredjedel mindre samtidigt som den erbjuder en ny uppsättning kroppssensorer och bibehåller samma batteritid.

Sila och Whoop, ett Boston -företag som grundades av en före detta Harvard -idrottsman (uppkallad efter ett husdjursuttryck han använde före stora spel), sa att de hade den tillverkningskapacitet som behövs för att installera det nya batteriet i miljontals enheter under de kommande åren.

Fitness tracker, en enhet med en liten marknadsnisch, kan verka som ett babysteg. Men det är ett tecken på Silas förhoppningar att driva in tekniken i elbilar och andra marknader.

“Om den här typen kommer in i en smartphone eller annan konsumentenhet är det ett tecken på verkliga framsteg”, säger Venkat Viswanathan, docent i maskinteknik och materialvetenskap vid Carnegie Mellon University som specialiserat sig på batteriteknik. “Det är inte lätt.”

Sila är inte direkt ett batteriföretag. Det säljer ett nytt material-ett kiselpulver-som kan öka batteriernas effektivitet avsevärt och planerar att bygga dem med många av samma fabriker och annan infrastruktur som producerar litiumjonbatterier.

Dagens batterier är baserade på fram och tillbaka rörelse av litiumatomer. Detta genererar kraft eftersom varje atom är i ett positivt laddat tillstånd, vilket betyder att den saknar en enda elektron. I det tillståndet sägs dessa litiumatomer vara joniserade. Det är därför de kallas litiumjonbatterier.

När du ansluter en elbil till en laddningsstation samlas litiumjonatomer på ena sidan av batteriet, kallad anoden. När du slår på bilen och kör på vägen, ger batteriet elektrisk ström när atomerna rör sig in på dess andra sida, katoden. Detta är möjligt tack vare den kemiska sammansättningen av anoden, katoden och de omgivande delarna av batteriet.

Vanligtvis är anoden gjord av grafit. För att förbättra batteriets effektivitet ersätter Sila grafit med kisel, som kan packa fler litiumatomer i ett mindre utrymme. Det betyder mer effektiva batterier.

Idag producerar företaget detta kiselpulver från sin lilla anläggning i Alameda. Sedan säljer det pulvret till en batteritillverkare – Sila skulle inte identifiera det andra företaget – som placerar materialet i sin befintliga process och producerar det nya batteriet för Whoop fitness tracker.

“Vi håller bara på att uppgradera de fabriker som används idag,” sa Berdichevsky.

Medan han sa att detta tillvägagångssätt gav Sila en betydande fördel jämfört med sina många konkurrenter, sa Dr.

Företag som Sila och QuantumScape har redan partnerskap med biltillverkare och förväntar sig att deras batterier når bilar runt mitten av decenniet. De hoppas att deras teknik avsevärt minskar kostnaderna för elbilar och utökar deras räckvidd.

“Om vi ​​vill få in elbilar i mainstream måste vi få ner dem till 30 000 dollar”, säger Singh, QuantumScape -chefen. “Du kan inte göra det med dagens batterier.”

De hoppas också att deras batterier leder till nya enheter och fordon. Mindre, mer effektiva batterier kan stimulera utvecklingen av “smarta glasögon” – glasögon inbäddade i små datorer – genom att låta designers packa en smidigare uppsättning teknologier i mindre och lättare ramar. Samma batteriteknik kan stärka så kallade flygande bilar, en ny typ av elektriska flygplan som kan underlätta pendling i större städer senare under decenniet.

Men det är bara två möjligheter eftersom “alla aspekter av livet kommer att bli mer elektrifierade”, sa Dr. Viswanathan.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *