"Гранатовый" дизайн позволит улучшить Li-Ion-аккумуляторы
Исследователи Стэндфордского университета и Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC при Министерстве энергетики США заявили о новой разработке, которая способна решить некоторые традиционные проблемы литиево-ионных аккумуляторов. Они предложили дизайн электрода в виде граната (кремниевые наночастицы, напоминающие семена, упакованы в жесткую углеродную кожуру). Такой подход позволяет обойти некоторые барьеры, стоящие на пути к использованию кремния в литиево-ионных аккумуляторах нового поколения.
Хотя решены ещё не все проблемы, предлагаемый дизайн позволяет приблизить возможность использования кремниевых анодов в более компактных, легких и мощных аккумуляторах для смартфонов, планшетов, электромобилей. Как показывают эксперименты, анод в виде граната способен работать на 97% своих возможностей даже после 1 тысячи циклов перезарядки, что делает его отличным решением для коммерческих приложений.
Как отмечают исследователи, кремниевый анод позволяет хранить в 10 раз больший заряд, чем графитовые аноды, широко используемые в современных аккумуляторах. Но он довольно быстро изнашивается вследствие многочисленных перезарядок. Кроме того, реакция с электролитом приводи к образованию плёнки на аноде, что существенно ухудшает его свойства. Как объясняют изобретатели, предложенная структура позволяет уменьшить площадь соприкосновения с электролитом, тем самым препятствуя образованию плёнки. Также такой подход позволил улучшить характеристики электрода.
Одной из проблем на пути к внедрению новой технологии в массовом масштабе остаётся высокая цена производства. Для её решения нужно упростить производственный процесс и найти более дешевый источник кремниевых наночастиц.
Материалы по теме:
Источник:
