По словам Чжунвэя Чена, профессора химического машиностроения в Университете Ватерлоо, и его группы исследователей, эта инновационная технология в конечном итоге может быть использована в портативных электронных устройствах и даже в электромобилях.
«Графит давно используется для изготовления отрицательных электродов литий-ионных аккумуляторов», — заявил Чэнь в пресс-релизе. «Но по мере совершенствования аккумуляторов графит постепенно становится узким местом в их производительности из-за ограниченного количества энергии, которое он может хранить».
Исследователи создали недорогой аккумулятор на основе кремния, который повысит производительность и срок службы литий-ионных аккумуляторов. Кремниевая технология позволит увеличить плотность энергии аккумуляторов на 40–60%. По словам исследователей, эта особенность крайне важна для пользователей смартфонов, электромобилей и умных носимых устройств.
Новый кремниевый аккумулятор экологичен, что станет важным преимуществом для гибридных и электромобилей. Исследователи обнаружили, что электромобиль может проехать до 500 километров без подзарядки, а более лёгкие аккумуляторы позволят снизить вес автомобиля.
В настоящее время в литий-ионных аккумуляторах обычно используются графитовые аноды. Анод — это электрический проводник, через который обычный ток протекает к поляризованному электрическому устройству. В аккумуляторе Чэня, напротив, используются кремниевые аноды, обладающие более высокой ёмкостью для лития, и такие аккумуляторы могут производиться с использованием в 10 раз большего количества энергии.
«Графит давно используется для изготовления отрицательных электродов в литий-ионных аккумуляторах. Но по мере совершенствования аккумуляторов графит постепенно становится узким местом в их производительности из-за ограниченного количества энергии, которое он может хранить», — сказал Чэнь.
Чэнь и его команда рассчитывают вывести свою новую технологию на рынок, и батареи должны появиться на рынке в ближайшем будущем.
Результаты этого исследования были опубликованы в последнем выпуске Nature Communications