Ученые Новосибирского государственного университета продлили срок жизни литий-ионных аккумуляторов минимум в 20 раз. В этом им помог инновационный анод, созданный на основе наночастиц кремния и углерода.
Чтобы получить нанопорошок для анодов, ученые сжали кремний- и углеродсодержащие газы при давлении свыше 118 атмосфер в специальном реакторе. Из-за сжатия газы нагрелись. Затем давление ослабили. В этот момент из атомов кремния и углерода образовались композитные наночастицы.
В стандартных условиях при заряде — разряде батареи кремниевый анод увеличивается и сжимается, деформируется и в конечном счете трескается. В полученном нами материале кремниевое ядро окружено углеродной оболочкой, которая, не препятствуя его расширению и сжатию, не допускает растрескивания. Структура кремниевого ядра дольше остается цельной. При этом за счет электропроводности углерода оболочка никак не влияет на свойства кремния накапливать и отдавать заряд.
Борис Ездин
Ведущий научный сотрудник Новосибирского государственного университета
Обычно, отмечает Борис Ездин, кремниевые аноды в литий-ионных аккумуляторах начинают разрушаться и терять емкость после 2–3 циклов зарядки — разрядки. Новый анод во время испытаний сохранил свою структуру после 60 циклов.
Научный коллектив продолжает совершенствовать разработку.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».