Mason Graphite Inc. a annoncé que des essais utilisant le graphite purifié sphérique ("SPG") du Lac Guéret de Mason Graphite avec des ajouts de silicium ("Si") ont donné des résultats très prometteurs. Le Si augmente la densité énergétique des batteries Li-ion, permettant de stocker plus d'énergie électrique par unité de volume d'anode ; cela se traduirait, par exemple, par une plus grande autonomie pour les véhicules électriques, tout en utilisant une batterie de taille similaire. Le silicium présente effectivement une capacité de stockage des ions lithium, et donc de l'énergie, bien supérieure à celle du graphite, mais il gonfle inévitablement pendant la charge, ce qui entraîne d'importants défis mécaniques.

La solution actuellement recherchée par l'industrie consiste à ajouter de petites quantités de Si (généralement sous la forme d'oxyde de silicium "SiOx") aux matériaux anodiques à base de graphite lors de la fabrication des boues d'électrodes, ce qui augmente la densité énergétique tout en limitant le gonflement à des niveaux gérables. Cette approche est toutefois limitée par le coût élevé des matériaux SiOx ainsi que par les augmentations pratiques de la densité énergétique, du cyclage à long terme et de la capacité de débit. L'objectif pour le premier produit commercial, établi à travers les discussions de Sicona avec plusieurs clients potentiels dans le monde, est un matériau anodique composite ayant une capacité initiale de 450 milliampères-heure par gramme de matériau ("mAh/g") (Sicona "SiG450TM").

Cette qualité commerciale devrait être rapidement adoptée par l'industrie car elle peut être facilement mise en œuvre dans les processus de fabrication de batteries existants. Test du SPG de Mason Graphite dans les composites Si Cette dernière série de tests était basée sur la formulation exclusive de Sicona pour produire un matériau anodique actif silicium-graphite-carbone qui comprend quelques % de Si, de carbone et un mélange de SPG de Mason Graphite et de graphite synthétique. Le matériau anodique composite a ensuite été testé dans des prototypes de batteries Li-ion (demi-piles à monnaie) par Sicona dans une formulation 80:10:10 (AM:BM:CM).

Les points forts sont les suivants : Capacité de 435 mAh/g, soit une augmentation de 19% par rapport à une capacité typique de 365 mAh/g pour le graphite naturel et une augmentation de 22,5% par rapport à une capacité typique de 355 mAh/g pour le graphite synthétique ; L'objectif commercial de 450 mAh/g devrait être facilement atteint par Sicona avec le SPG de Mason Graphite grâce à l'optimisation de la formulation de certains paramètres clés lors des prochains tests ; Efficacité coulombienne de 100% après 250 cycles à différents taux entre 0.5C (2 heures pour une charge complète) à 4,6C (13 minutes pour une charge complète), ce qui indique la possibilité d'obtenir un très bon cyclage à long terme, même après avoir soumis la cellule à une série de taux de charge plus rapides de 1C, 2C, 3C et 4.6C ; - 100% de rétention de capacité après >250 cycles, et ce après avoir effectué une série de tests de taux de charge/décharge (de 10 heures pour une charge complète à 13 minutes pour une charge complète) ; - Jusqu'à 96% de rétention de capacité lors de l'augmentation du taux de cyclage de 0.1C (10 heures pour une charge complète) à 1C (1 heure pour une charge complète) - l'objectif typique des fabricants de cellules coréens est de 90% minimum ; 63% de capacité de rétention lors de l'augmentation du taux de cyclage de 1C à 3,7C (16 minutes pour une charge complète) et 54% de capacité de rétention lors de l'augmentation du taux de cyclage jusqu'à 4,6C (13 minutes pour une charge complète). Fait important, lorsque l'on ramène la cellule à un taux de cyclage de 0,5C, il reste 100 % de sa capacité d'origine (435 mAh/g). Les tests de cyclage, qui comprennent des tests de variation de taux, se poursuivent sur les mêmes cellules et des tests d'optimisation seront effectués prochainement. Des tests pour atteindre des capacités plus élevées (telles que 550 mAh/g et 650 mAh/g) et des tests de cellules à poche complète sont également prévus dans un avenir proche.