Нанокомпозити ще увеличат капацитета на батериите до 10 пъти

Екип от учени, водени от експерти от Тихоокеанската северозападна национална лаборатория към Министерството на енергетиката на САЩ, е открил нов тип силициево-въглеродни нанокомпозити, от които могат да бъдат произведени електроди, повишаващи капацитета на акумулаторните батерии до 10 пъти. Новите електроди ще позволят мощността на батериите да бъде увеличена най-малко 5 пъти, както и да бъдат създадени по-надеждни и по-евтини батерии, необходими на съвременната техника. Като материал за производство на батерии силицият има своите предимства и недостатъци. Той може да съхранява голям заряд, но в процеса на зареждане "набъбва" и увеличава обема си 3 пъти в сравнение с нормалното си състояние. В резултат, ако силициевите електроди бъдат плътно опаковани, разширението може да доведе до експлозия на батерията. Учените решили да създадат композитни електроди с наноразмери, състоящи се от силиций и въглерод. Комбинацията между високата проводимост на въглерода и големия капацитет на силиция позволява създаването на идеалната акумулаторна батерия - с голям капацитет и сила на тока. По време на лабораторните тестове новите електроди демонстрирали уникални свойства: запазване на характеристиките на батерията след 100 цикъла на заряд и разряд и капацитет около 1000 mAh на грам материал, което е от 5 до 10 пъти повече от капацитета на стандартните електроди на литиево-йонните батерии. Нещо повече: благодарение на въглеродните нановлакна скоростта на зареждане на новата акумулаторна батерия е 60 пъти по-висока, отколкото тази на батериите с електроди, изработени от чист силиций. Както се и очаквало, по време на зареждането новата батерия на базата на силициево-въглероден нанокомпозит слоят силиций равномерно увеличил обема си с 300%, като по този начин се повишили и ефективността и дълготрайността на батерията. В бъдеще изследователите планират да определят оптималната дебелина на силициевия слой в композитния електрод, както и да създадат прототип на нова евтина акумулаторна батерия с висок капацитет и дълъг живот.

Прочети цялата новина

Свързани новини: