Новые литий-ионные аккумуляторы на основе кремния и графена

Исследовательская компания CalBattery, базирующаяся в Калифорнии США, разработала новый электрод для литий-ионных аккумуляторов, который позволит увеличить электрическую емкость последних примерно в 3 раза. При этом себестоимость производства батареи снизится примерно на 70 %. Если технология перейдет из стадии разработки в стадию реального производства, то новые более эффективные аккумуляторные батареи можно будет использовать в первую очередь в электромобилях.

Компания CalBattery разработала новый электрод (анод) на основе кремния и графена. Работы продолжались на протяжении 8 месяцев. По сути, получился композитный материал, в состав которого входят оба эти полупроводника. Сама технология синтеза двух материалов была разработана Аргонской Национальной лабораторией.

Ранее в литий-ионных аккумуляторах в материале анода использовался кремний. Однако, не смотря на достаточно хорошую энергетическую эффективность такого метода, сам кремний в процессе заряд/разряда очень быстро разрушался, и батарея приходила в негодность. Исследователи решили поэкспериментировать с различными материалами, в конечном итоге остановившись на композите из того же кремния и нового материала графена. В результате удалось не только увеличить срок службы батареи, но и увеличить ее емкость.

Результаты независимых испытаний новой аккумуляторной батареи на основе кремний-графенового электрода показали, что практически можно достичь плотность аккумулируемой энергии в 525 Ватт-часов на килограмм. Для сравнения современные батареи, используемые в электромобилях, могут «похвастаться» плотностью энергии всего в 100-180 Ватт-часов на килограмм.

Сотрудникам  CalBattery удалось увеличить эффективность аккумуляторной батареи на 300 %, а удельную емкость электрода – на 400 %. И это при том, что они изменили лишь материал электродов, не меняя состава электролита. Дешевле стала и технология производства. 

Если новую батарею удастся вывести в массовое производство, ее с успехом можно будет использовать в системах бесперебойного питания аппаратуры UPS и даже в целых комплексах обеспечения резервного питания для отдельных учреждений (больниц, школ, детских садов и т.д.) в случае чрезвычайных ситуаций.

Исследовательская компания не единственная, кто пытается значительно улучшить характеристики существующих аккумуляторных батарей. Ранее компанией Boulder Ionics был создан жидкий электролит для литий-ионных батарей, а исследователи из Гонконга разработали графеновый аккумулятор.

< Предыдущая		Следующая >