Просмотр по

Эластичная оболочка позволит применять в батареях кремниевые аноды

Эластичная оболочка позволит применять в батареях кремниевые аноды

Продуктивные идеи ходят стаей, и только мы рассказали о конструкции «желток в скорлупе», решающей проблемы расширения и сжатия алюминиевого электродного материала, как пришло сообщение о похожем методе, примененном в Аргоннской Национальной Лаборатории для увеличения долговечности уже кремниевых электродов.

Кремний способен поглощать в 10 раз больше ионов лития на единицу веса, чем традиционный электродный материал современных литий-ионных батарей — графит. Применение кремниевых анодов позволило бы увеличить емкость аккумуляторов в два, а то и в три раза.

Проблема состоит в том, что поглощая литий, кремний сильно увеличивается в объеме и рвет окутывающую его защитную оболочку из твердой интерфазы электролита. Открытая поверхность электрода вступает в реакцию с жидким электролитом, уменьшая его количество, что постепенно ухудшает работу батареи. Графит расширяется всего на 10% и для него это не так актуально, но для кремния с 300 процентами расширения требуется новый электролит, способный создавать эластичную интерфазную оболочку.

Исследователи обнаружили, что нужный эффект дает добавление фтора к этиленкарбонату. Получающийся электролит формирует покрытие, которое может растягиваться, адаптируясь к изменению объема электрода.

Авторы открытия отмечают, что проблема электролита еще не решена ими полностью, для этого требуется поиск состава, создающего резиноподобный слой более эффективно, чем молекулы фторэтиленкарбоната. Наиболее важна, по их мнению, сама концепция эластичной оболочки, жизнеспособность которой и доказало исследование, представленное в июньском выпуске Journal of Physical Chemistry.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *