Сплав на основе кремния в разы увеличит емкость аккумуляторов

13.07.2018

Кремний считается одним из самых перспективных материалов для литий-ионных батарей. Но изготовленные из него аноды легко ломаются. Специалисты из Норвежского института энергетических технологий утверждают, что решили эту проблему в новом сплаве под названием SiliconX. В лаборатории емкость батареи удалось повысить в пять раз.

Годами ученые пытались стабилизировать хрупкий кремниевый анод, через который проходит электрический ток в батарее. Проблема кремниевого анода в том, что его частицы увеличиваются на 400% в процессе зарядки батареи и возвращаются в обычное состояние, когда аккумулятор разряжается. Ранее кремний помещали внутрь графеновой клетки, превращали его в порошок или в нанопроволоку толщиной несколько микрон. Эксперименты давали обнадеживающие результаты — но не идеальный материал.

Шведские ученые утверждают, что действительно решили эту проблему, разработав сплав из смеси кремниевых наночастиц и секретного материала, который еще не запатентовали, сообщает New Atlas. Лабораторные испытания показали, что батарея стабильна во время циклов зарядки/разрядки.

Ее емкость оказалась в три-пять раз выше, чем в современных аккумуляторах с графитовыми анодами и даже больше, чем у батареи с быстро разрушающимся анодом из чистого кремния.

Подобные результаты, если их удастся воспроизвести в промышленных масштабах, откроют дорогу к созданию мобильных телефонов, которые нужно заряжать всего пару раз в неделю, или электромобилей, которые проезжают на одном заряде свыше тысячи километров. В этом направлении и планируют двигаться авторы изобретения, получившие поддержку Научно-исследовательского совета Норвегии.   

В 100 раз продлить работу аккумуляторов обещает двумерный материал, открытый в США. Он состоит из сплава железа и никеля на кремниевой подложке и может проводить ток в разных направлениях, во много раз снижая энергию рассеивания.

Читайте также: