Обсуждение темы: «Новый метод увеличения энергоемкости Li-Ion батарей»

[Newsmaker]

Ученые-химики из университета Альберты утверждают, что благодаря использованию наночастиц кремния в литий-ионных аккумуляторах, можно увеличить их энергоемкость в 10 раз. Как известно кремний может поглощать значительно ионов лития в своей структуре, чем графит. В современных литий-ионных батареях используется именно графитовый электрод.

Проблема с кремнием заключается в том, что в процессе циклирования (заряд-разряд) аккумуляторы его структура постепенно разрушается из-за поглощения ионов лития. Но исследователям в процессе эксперимента удалось установить, что частицам силициума нанонразмера удаётся сохранять свою структуру даже после большого количества циклов заряда и разряда.

Эксперимент проводился с нанокристаллами кремния 4 размеров. Кристаллы распределялись в графеновых мезопористых аэрогелях с высокой проводимостью, которые были синтезированы из углерода. Это было сделано для компенсации низкой электропроводности кремния.

Ученым удалось доказать, что наибольшей устойчивостью к разрушению при циклировании оказался вариант частиц с наименьшим размером. Их диаметр поперечного сечения составляет 3х10-9 метра. Образец этого нанокомпозитного материала сохранил 90% своей удельной емкости (1100 мАч/г) после 500 циклов заряда-разряда при плотности тока 400 мА/г.

Как утверждают исследователи, их разработка может быть использована в любых устройствах, которые применяются для аккумулирования электрической энергии. Она позволяет в 10 раз увеличить энергоемкость или во столько же раз уменьшить размер аккумулятора при сохранении характеристик. В ближайшее время специалисты собираются разработать технологию создания кремниевых наноструктур. Это должно облегчить и ускорить их коммерческое производство.