گروه جهانی گرافن (Global Graphene Group) موسوم به جی 3 (G3) که شرکتی فعال در حوزه علوم مواد است به تازگی پتنتی را ثبت کرد که با چشم‌اندار راه‌حل‌های فنی تولیدکنندگان تجهیزات اصلی (OEM) وسیله نقلیه الکتریکی (EV) مطابقت دارد. پتنت جی 3 برای ذرات کپسوله‌شده مواد فعال آند با ظرفیت بالا توسط الاستومر برای باتری‌های لیتیوم (US Patent No. 10,734,642) اساساً هر پلیمر با الاستیسیته بالا و رسانای یونی را برای استفاده در آند باتری لیتیوم-یون شامل می‌شود.
جی 3 قصد دارد از رشد قابل توجه تولید باتری EV بهره ببرد و در حال گسترش تولید مواد آند مبتنی بر سیلیکون خود است.
برنامه توسعه جی 3 از نیاز صنعت برای راه‌حل‌های بهتر در حوزه باتری که اخیراً توسط یک شرکت OEM برجسته مورد بحث قرار گرفته بود پشتیبانی می‌کند. تمرکز جی 3 بر روی آندهای سیلیکونی باعث پیشرفت چشمگیر باتری‌های لیتیوم-یون خواهد شد. تولیدکنندگان پیشرو در صنعت تجهیزات اصلی EV اظهار داشتند برای راندن EV به فناوری Si کپسوله‌شده با پلیمر الاستیک و رسانا یونی نیاز است زیرا هزینه کمتری را به همراه خواهد داشت و چگالی انرژی بیشتری را ایجاد می‌کند و محدوده رانندگی EV را 20 درصد افزایش می‌دهد.
امروزه آندهای نوآورانه جی 3 می‌توانند این فناوری و موارد دیگر را به عنوان فناوری کاهشی (drop-in) در اختیار قرار دهند. علاوه بر این، مجموعه کامل فناوری‌های توان‌بخش باتری جی 3 می‌توانند با صرفه‌جویی قابل‌توجه در هزینه، ۵۰ تا ۱۰۰ درصد محدوده رانندگی را بهبود بخشند.
جی 3 مواد آندی را توسعه داده‌است که به طور دقیق با الزامات باتری برای استفاده در نسل بعدی EV که توسط صنعت شرح داده شده است، مطابقت دارد. جی 3 به طور فعال به دنبال ایجاد شراکت برای گسترش ظرفیت تولید مواد آند پیشرفته خود است.
تولیدکنندگان پیشرو تجهیزات اصلی EV بر روی آندهای سیلیکونی متمرکز شده‌اند که دارای ویژگی‌های زیر است؛
- هزینه کم ذرات Si
- الاستیک؛ پوشش پلیمری رسانای یونی بر روی این ذرات Si
- اتصال‌دهنده (binder) بسیار الاستیک مورد استفاده در آند برای حفظ یکپارچگی ساختار الکترود
دکتر بور جانگ، مدیرعامل و یکی از بنیان‌گذاران جی 3، گفت: «فناوری آند سیلیکونی جی 3 از این معیارها برخوردار است. اطلاعیه‌های اخیر تولیدکنندگان تجهیزات اصلی EV تأیید می‌کند که راه حل‌های آند سیلیکونی جی 3 عامل توانمندسازی باتری‌های نسل بعدی EV خواهد بود.»
آدام کویرک، معاون گروه توسعه تجاری جی 3، گفت: «EV در طی دهه آینده به رشد سهم خود در بازار جهانی ادامه خواهند داد. فناوری باتری EV، از جمله آند سیلیکونی، برای تولیدکنندگان EV بسیار جذاب است. این یک راه‌حل کاهشی است که به راحتی می‌تواند در فرآیندهای تولید موجود گنجانده شود.»
رهبران صنعت به تازگی اظهار داشتند که می‌توان با استفاده از روش‌های جدید تثبیت سطح و اتصال‌دهنده الاستیک، هزینه مواد آند را به 1.20 دلار در هر کیلووات ساعت کاهش داد (که معادل با 88 درصد کاهش در هزینه مواد آند است). راه‌حل‌های نوآورانه جی 3 با سیلیکون آغاز می‌شود و آن را با یک الاستیک تثبیت می‌کند؛ یک پلیمر رسانای یونی که با اتصال‌دهنده الاستیک در الکترود ادغام می‌شود. جی 3 با بیش از 80 پتنت (صادر شده یا در انتظار ثبت) دارای بیش‌ترین مالکیت فکری (IP) در زمینه مواد آند است که ۳۵ مورد از آن‌ها به طور خاص در زمینه پوشش‌ها و اتصال‌دهنده‌های پلیمری رسانای یونی الاستیک است.
امروزه رایج‌ترین ماده مورد استفاده برای باتری‌های لیتیوم-یون، گرافیت است. با این حال، در طول شارژ باتری، گرافیت تنها می‌تواند در لیتیوم تا mAh/g 372 انرژی ذخیره کند. در مقابل، Si می‌تواند در باتری‌های لیتیوم-یون تا حدود mAh/g ۴۲۰۰ انرژی ذخیره نماید، که به طور قابل‌توجهی چگالی انرژی را افزایش می‌دهد.
