Дослідники знайшли спосіб включити кремній до батарей, нейтралізувавши його тенденцію до розширення. Результати дослідження опубліковано у журналі Advanced Science.
Новий прорив у технології акумуляторів забезпечить запас ходу електромобілів на 1000 км. Вчені використовували крихітні частинки кремнію та електроліт на основі гелю, щоб задіяти високу зарядну ємність цих анодів у літій-іонних батареях.
Зарядка працює у зворотному порядку: позитивні іони літію повертаються до анода, а електрони — ланцюгом до клеми, коли вона отримує позитивний заряд. Коли іони більше не можуть надходити у вузол (тепер технічно це катод), батарея вважається повністю зарядженою.
Кремній і раніше вивчали як кандидат на роль анода в літій-іонних батареях, оскільки він може утримувати в 10 разів більше іонів літію порівняно з еквівалентними графітовими анодами, які використовуються в більшості акумуляторів такого типу. Але при отриманні заряду вона розширюється втричі, що може пошкодити батарею. Кремній нанометрового масштабу може вирішити проблему, але така система потребує складного та дорогого виробничого процесу.
Однак у новому дослідженні вчені обрали частинки кремнію мікрометрового розміру, пов’язані з еластичним електролітом гелю. Він розсіює внутрішню напругу, викликану кремнієвим анодом, що розширюється. Це запобігає деградації батареї без шкоди для провідності.