Литий-ионные аккумуляторы стали надежнее и эффективнее благодаря кремнию
С помощью кремниевых наноструктур ученые почти на порядок увеличили емкость обычных батареек
Один из способов, которым ученые надеются повысить производительность современных литий-ионных аккумуляторов, - это включить в конструкцию кремний, который может увеличить их емкость в 10 раз. Исследовательская группа в Японии придумала способ сделать это, чтобы преодолеть проблемы с долговечностью, которые до сих пор мешали этому направлению.
Современные литий-ионные батареи состоят из пары электродов и раствора электролита, позволяющего переносить между ними ионы лития. При этом один из этих электродов, называемый анодом, изготовлен из графита. Сочетание дешевизны и простоты изготовления хорошо послужило этим устройствам и привело к их применению во всех сферах, от смартфонов до ноутбуков и электромобилей. Однако ученые считают, что потенциал подобной системы еще выше.
«Когда батарея заряжается, ионы лития вынуждены перемещаться с одной стороны батареи - катода - через раствор электролита на другую сторону батареи - анод», - поясняет д-р Марта Харо, ведущий автор нового исследования. «Затем, по мере использования батареи, ионы лития перемещаются обратно в катод, высвобождая электрический ток. Но в графитовых анодах для хранения одного иона лития необходимо шесть атомов углерода, поэтому удельная энергия этих батарей невысока».