Compulenta

Опубликовано: 21.12.2018

Кремниевые придали литий-ионным батареям на порядок бóльшую ёмкость

Изображения с сайта science.compulenta.ru

Исследователи из Университета Райса и Лувенского католического университета решили проблему, не позволявшую использовать кремний в электродах литий-ионных батарей. Новые абсорбируют вдесятеро больше лития, чем углерод, обычно применяемый в аккумуляторах типа.

Не секрет, что кремниевые микросхемы дороги Однако недёшевы они и в утилизации, чему относительная химическая стойкость потребности в такого рода кремнии (без очистки) в микроэлектронике. Давно уже высказывались мысли о его в литиевых ведь кремний абсорбирует литий значительно лучше углерода. Одна беда: это материал, и при зарядке-разрядке он расширяется столь сильно, что трескается, из него непрактичны.

Материаловед из Университета Райса Пуликель Аджаян, чтобы проблему, создал «лес» из нанонитей кремния старых микросхем). Нанонити были заключены в токопроводящий слой меди и ионопроводящий формируя анод. Эта схема позволяет им расширяться при зарядке — ведь каждую нить свободное пространство, и изменения в её размерах к растрескиванию Та же ситуация при разрядке.

Отчёт об исследовании в журнале Proceedings of the National Academy of Science.

Кремниево-медно-полимерный анода может быть буквально в рулон со своего кремниевого субстрата, чтобы мог расти следующий слой рода. Vlad / Rice University.)

В итоге удалось добиться создания многочисленных аккумуляторов на основе отходов от кремниевых подложек. того, по словам разработчиков, после исчерпания литиевой батареи кремниево-медно-полимерный может восстанавливаться для последующего использования.

Процесс, при помощи которого изготавливается кремниевый электрод, называется коллоидной литографией. Кремниевая полоска преднамеренной коррозии, оставляющей в ней зазоры для расширения-сжатия кремния при зарядке-разрядке. А коррозия достигается при помощи нанесения шариков из полистирола и воды. На поверхности кремниевой полистироловые шарики самособираются в сеть шестиугольников. наносится тончайшая золотая плёнка, а шарики полистирола В итоге получается золотом поверхность с равномерно распределёнными «Мы можем сделать это на [кремниевой] подложке размером с пиццу в мгновенье хвалится Александру Влад, один из соавторов работы. этого подложка обрабатывается растворителем, оставляющим на поверхности «лес» нанонитей длиной от 50 до 70 мкм.

«Нанолес» волокон выглядывает через дырки, при помощи коллоидной литографии. Vlad et al.)

Ёмкость такой батареи составила 150 миллиампер-часов на грамм; она серьёзного падения даже после зарядки-разрядки. К сожалению, авторы ничего не сказали о вольтаже но если он близок привычных литиевых аккумуляторов, идёт о примерно и, следовательно, ёмкости в 540 Вт•ч/кг, что в несколько раз чем у современных литиевых находящихся в свободной продаже.

Информация с сайта science.compulenta.ru со ссылкой Университета Райса.

Автор оригинального текста: Александр Березин.

2011-07-12

rss