Новый литий-ионный аккумулятор будет заряжаться в 16 раз быстрее

Последние разработки в области добывания и хранения электрической энергии показали, что для увеличения эффективности аккумуляторов энергии нужно либо менять материал, из которого создаются электроды батареи либо изменять структуру самих электродов. И то и другое решили сделать исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде. Вместо углерода они использовали кремний, а структуру электродов сделали не плоской, а состоящей из множества конусообразных включений.

Литий-ионные аккумуляторные батареи сейчас используются повсеместно. В принципе, технология хорошо себя зарекомендовала – осталось лишь исправить некоторые недостатки и повысить удельную емкость.

Современные аккумуляторы содержат электроды, выполненные из углерода, удельная емкость которого составляет примерно 370 мА·ч/г. Существуют разработки, которые предполагают использование углеродных нанотрубок. В этом случае удельная емкость повышается примерно до 1000 мА·ч/г. Если же использовать кремний, то его удельная емкость составляет 4200 мА·ч/г. Исследователям же из Калифорнии удалось создать прототип батареи, удельной емкостью в 1954 мА·ч/г, заменив традиционный углерод кремнием.

Для создания новых электродов исследователям пришлось заново изобретать технологию их производства. В качестве подложки они использовали графен. Затем на нем вырастили конусообразные структуры из углерода, а на них осадили аморфный кремний.

Новые литий-ионные батареи показали не только значительно большую емкость накапливаемой энергии по сравнению с выпускаемыми сейчас аккумуляторами (почти в 5 раз), но еще и значительно меньшее время заряда без разрушения структуры (почти в 16 раз). Исследователи отмечают, что это обусловлено конусообразной структурой электродов. Электролит лучше взаимодействует с ними, и батарея может быстрее как отдавать, так и получать электроэнергию.

Источник информации: университет Калифорнии, Риверсайд (http://ucrtoday.ucr.edu/23176)