Mason Graphite Inc. ha annunciato che le prove condotte con la grafite sferica purificata Lac Guéret ("SPG") di Mason Graphite, con l'aggiunta di silicio ("Si"), hanno dato risultati molto promettenti. Il silicio aumenta la densità energetica delle batterie agli ioni di litio, consentendo di immagazzinare più energia elettrica per unità di volume dell'anodo; ciò si tradurrebbe, ad esempio, in una maggiore autonomia dei veicoli elettrici, pur utilizzando una batteria di dimensioni simili. Il silicio mostra effettivamente una capacità molto più elevata di immagazzinare ioni di litio, e quindi energia, rispetto alla grafite, ma si gonfia inevitabilmente durante la carica, comportando importanti sfide meccaniche.

La soluzione attualmente perseguita dall'industria prevede piccole aggiunte di Si (in genere sotto forma di ossido di silicio "SiOx") ai materiali anodici a base di grafite, al momento della preparazione degli impasti degli elettrodi, che aumentano la densità energetica e limitano il rigonfiamento a livelli gestibili. Questo approccio è tuttavia limitato dal costo elevato dei materiali SiOx e dagli aumenti pratici della densità energetica, del ciclo a lungo termine e della capacità di velocità. L'obiettivo del primo prodotto commerciale, stabilito da Sicona attraverso discussioni con diversi potenziali clienti in tutto il mondo, è un materiale anodico composito con una capacità iniziale di 450 milliampere-ora per grammo di materiale ("mAh/g") (Sicona "SiG450TM").

Si prevede che questo grado commerciale sarà rapidamente adottato a livello industriale, in quanto può essere facilmente implementato nei processi di produzione delle batterie esistenti. Test sull'SPG di Mason Graphite nei compositi di Si Quest'ultima serie di test si è basata sulla formulazione proprietaria di Sicona per produrre un materiale anodico attivo di silicio-grafite-carbonio ingegnerizzato, che include una piccola percentuale di Si, carbonio e una miscela di SPG di Mason Graphite e grafite sintetica. Il materiale anodico composito è stato poi testato da Sicona in prototipi di batterie agli ioni di litio (celle a mezza moneta) in una formulazione 80:10:10 (AM:BM:CM).

I punti salienti sono: Capacità di 435 mAh/g, un aumento del 19% rispetto alla capacità tipica di 365 mAh/g per la grafite naturale e un aumento del 22,5% rispetto alla capacità tipica di 355 mAh/g per la grafite sintetica; si prevede che l'obiettivo commerciale di 450 mAh/g possa essere facilmente raggiunto da Sicona con l'SPG di Mason Graphite, grazie all'ottimizzazione della formulazione di alcuni parametri chiave nei prossimi test; efficienza coulombiana del 100% dopo 250 cicli a diverse velocità tra 0..5C (2 ore per una carica completa) a 4,6C (13 minuti per una carica completa), il che indica la possibilità di ottenere un'ottima ciclicità a lungo termine, anche dopo aver sottoposto la cella a una serie di tassi di carica più rapidi di 1C, 2C, 3C e 4.6C.6C; - 100% di mantenimento della capacità dopo >250 cicli, e questo dopo aver completato una serie di test di velocità di carica/scarica (da 10 ore per una carica completa a 13 minuti per una carica completa); - Fino al 96% di mantenimento della capacità quando si aumenta la velocità di ciclaggio da 0. 1C (10 ore per una carica completa).1C (10 ore per una carica completa) a 1C (1 ora per una carica completa) - un obiettivo tipico dei produttori coreani di celle è il 90% minimo; 63% di capacità di ritenzione quando si aumenta il tasso di ciclaggio da 1C a 3,7C (16 minuti per una carica completa) e 54% di capacità di ritenzione quando si aumenta ulteriormente il tasso di ciclaggio fino a 4,6C (13 minuti per una carica completa). È importante notare che quando si riporta la cella a un ciclo di 0,5C, rimane il 100% della sua capacità originale (435 mAh/g); i test di ciclismo, che includono test di variazione della velocità, continuano sulle stesse celle e a breve saranno condotti test di ottimizzazione. Nel prossimo futuro sono previsti anche test per ottenere capacità più elevate (come 550 mAh/g e 650 mAh/g) e test su celle a sacchetto completo.