Разработан композитный анод VISiCNT для Li-Ion батарей с емкостью свыше 3500 мА·ч/г

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Питание и аккумуляторы

Исследователи Института передовых технологий при Университете Суррея разработали новую структуру анода для литий-ионных батарей, способную удерживать почти в десять раз больше заряда по сравнению с традиционными коммерческими решениями. Технология получила название «Вертикально интегрированная кремниево-углеродная нанотрубка» (VISiCNT) и позволяет использовать высокую плотность энергии кремния без риска физического разрушения элемента питания. Результаты работы опубликованы в издании ACS Applied Energy Materials.

Теоретическая энергоемкость чистого кремния превышает 4000 миллиампер-часов на грамм, что делает его крайне перспективным материалом для аккумуляторов. Однако в процессе зарядки и поглощения ионов лития кремний увеличивается в объеме до 300-400 процентов. Это физическое расширение приводит к механическому растрескиванию материала и быстрой деградации батареи. Применяемый сегодня графит лишен этого недостатка, но его физический предел емкости составляет лишь 370 миллиампер-часов на грамм.

Автор: CRBAman Источник: commons.wikimedia.org

Британские материаловеды решили проблему расширения путем создания гибкого проводящего каркаса. На стандартную медную фольгу, которая выступает токосъемником, плотным массивом выращиваются углеродные нанотрубки. Затем этот углеродный каркас покрывается тонким слоем кремния. В процессе циклов зарядки нанотрубки работают как механический буфер, компенсируя напряжение и предотвращая разрушение структуры при расширении кремния.

Лабораторные испытания показали, что композитный анод VISiCNT способен стабильно накапливать более 3500 миллиампер-часов на грамм веса. Структурная целостность и токопроводящие свойства материала сохраняются на протяжении сотен рабочих циклов.

Автор: ACS Applied Energy Materials (2026) Источник: techxplore.com

Углеродные структуры формируются непосредственно на меди с помощью масштабируемого процесса осаждения. Поскольку медная фольга уже является базовым компонентом в аккумуляторной промышленности, технологию VISiCNT можно интегрировать в действующие сборочные линии заводов без радикальной перестройки производственных процессов. Разработка нацелена на внедрение в сферы производства электромобилей, портативной микроэлектроники и стационарных сетевых накопителей энергии.

Источник: Tech Xplore

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Детальное изучение мозга чемпиона по памяти раскрыло нейробиологию его трюков

Рабочая память человека имеет свои физиологические ограничения. Исторически в когнитивной психологии этот предел описывался формулой «семь плюс-минус два элемента». Вы можете легко удержать в...

Эффект странника: как навыки ориентации в пространстве породили у человека геометрическое мышление

Со времен Платона геометрия считалась высшим проявлением абстрактного мышления. В диалоге «Менон» философ просит необразованного мальчика-раба удвоить площадь квадрата — и тот, опираясь...

Каньон Антилопы: почему он самый извилистый и фотогеничный в мире

В Аризоне, на землях индейцев навахо, находится место, любимое фотографами со всего мира. Каньон Антилопы вы наверняка хоть раз видели на заставке своего компьютера. Microsoft вносила его виды в...

Почему кофе и чай бодрят: взгляд с точки зрения науки

Вы когда-нибудь замечали, что после чашки кофе фокусировка внимания резко обостряется, но уже через полчаса ясность мысли начинает неумолимо угасать? Эти «американские горки» связаны с конкретными...

Как гора выше Эвереста остаётся невидимой: 75% высоты Мауна-Кеа скрыто океаном

Говоря о горных вершинах, достигающих наибольших высот, невозможно не вспомнить об Эвересте. Эта гора возносится в небо на 8848 метров над уровнем моря, и этот рекорд закреплён в школьных учебниках...