Время работы: Пн-Пт 10-19
Корзина
Меню

В аккумуляторах предложено использовать кремний

В аккумуляторах предложено использовать кремний 06.02.2016

Новые аккумуляторы с кремниевым анодом могут работать в десять раз дольше.

До недавнего времени ничего особенно нового в сегменте аккумуляторов не происходило. Исследования разработчиками велись активно, однако создать что-то значительно более эффективное, чем уже было, не получалось.

Сейчас предложено оснастить аккумуляторы кремниевыми анодами. Специалисты говорят о том, что, возможно, это поможет решить вопрос увеличения срока службы батареек.

Конструкция новых аккумуляторов во многом аналогична тому, что уже было. Электролитом в них выступает хорошо знакомый наполнитель – литиево-ионный. Однако в качестве основы новых аккумуляторов используется кремний. Именно это, по мнению авторов, позволит обеспечить более активную работу батареек, поскольку кремний будет лучше взаимодействовать с наполнителем.

Сейчас работа над новыми источниками автономного питания продолжается. Разработчики предполагают, что со временем удастся увеличить емкость кремниевых аккумуляторов настолько, что они в десять раз превысят емкость современных батарей.

Разрабатывают новые аккумуляторы совместно две организации. Специалисты Университета Стэнфорда вместе с группой инженеров из компании SLAC National Accelerator Laboratory ищут более эффективные решения.

Недавно сайт SLAC опубликовал информацию, сообщив об изобретении нового способа, с помощью которого можно производить аноды из кремния, устойчивые к разрушениям.

В основе – способность кремниевых частиц, которые включены в структуру анодов, расширяться в объеме. Увеличиваться они могут втрое. В результате частицы быстро разрушаются на составляющие меньшего размера. А это ведет к снижению характеристик работы батарей.

Кроме того, когда анодные частицы вступают в контакт с электролитом, на них появляется пленка. Показатели проводимости снижаются. Это тоже ведет к ухудшению качественных характеристик аккумуляторов.

Чтобы решить эту проблему, разработчики придумали такой ход: обособить кремниевые частицы подобно тому, как зерна во фрукте гранат заключены каждое в свою «капсулу». Оболочка позволяет уменьшить скорость разрушения кремния.

Технологически процесс выглядит следующим образом. В качестве оболочки используется никель. Он обволакивает образования из крупных кремниевых частиц, величина которых достигает три микрона.

Потом никель, являющийся в данном случае катализатором, закрывается в капсулу из графена – ее просто выращивают поверх металла.

Далее происходит травление – чтобы вымыть никель. Итог – множество оболочек из графена, которые плотно связаны между собой. Каждая имеет внутри одну частичку кремния, свободно располагающуюся в графене.

Благодаря гибкости графеновых оболочек, которая сочетается со способностью удерживать форму, анод сохраняет свою структуру. При этом графен дает возможность некоторого расширения кремния. При разрушении кремниевых частиц вещество не выходит за пределы графеновой оболочки, оставаясь внутри нее. Это значит, что кремний не вступает в контакт с электролитом. Срок службы аккумулятора увеличивается. 


Возврат к списку

Обратный звонок
Каталог товаров