Удвоиха живота на литиево-йонни батерии чрез графенови „греди“

Чрез подсилване на структурата на анода с графенови „греди“ изследователи от Университета в Уоруик в Обединеното кралство са създали ефективен подход за заместване на графита в анодите, използвайки силиций, като по този начин са увеличили капацитета на литиево-йонните батерии и са удвоили живота им.

Изследователите от Warwick Manufacturing Group са направили голяма стъпка към заместването на графита със силиций в анодите на литиево-йонните батерии.

С добавянето на графенови „греди“ учените с успели да преодолеят проблемите, свързани с производителността, присъщи на силиция. Това обещава увеличаване на капацитета на батериите и удължаване на живота им повече от два пъти.

Обичайно в литиево-йонните батерии силицият е обречен на постепенно изчерпване на капацитета. Заради разширяването на обема си при литииране силициевите частици са склонни да се групират електрохимично по начини, които възпрепятстват по-нататъшното ефективно освобождаване на заряда, обясняват изследователите. Така с течение на времето батериите деградират. Тъй като силицият не е достатъчно еластичен по същество, за да може да се справи с напрежението от литиирането, когато се натоварва многократно, това може да доведе до напукване, раздуване и бързо физическо разграждане на композитната микроструктура на анода.

Изследователите от Университета в Уоруик обаче са създали нова анодна смес, която може да бъде произвеждана в промишлен мащаб и преодолява описаните проблеми. Разделянето и манипулирането на няколко свързани слоя графен е довело до създаването на материал от многопластов графен (FLG), който може драстично да подобри производителността на „по-едрите силициеви частици с големина, измервана в микрони,“ при използването им в анода.

Изследователите създали аноди, които представляват смес от 60% микро-силициеви частици, 16% FLG, 14% натриева / полиакрилова киселина и 10% въглеродни добавки. След това изследвали производителността и промените в структурата на материала при 100 цикъла на зареждане и разреждане. Те установили, че наличието на FLG ефективно намалява до минимум вероятността от деградация на силициевите компоненти.

Изследователският екип вече е започнал по-нататъшната работа по усъвършенстването на това постижение съвместно с „Varta Micro-innovations“, Университета в Кеймбридж, CIC, Lithops и IIT (Италианския технологичен институт). Целта им е прединдустриално производство на силициево-графенови композити и вграждането им в литиево-йонни батерии за приложения с висока енергийна плътност и висока мощност.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*