Кремниевые аккумуляторы сделают электромобиль доступнее

Кремниевые аккумуляторы сделают электромобиль доступнее

Емкость аккумуляторных батарей – наиболее значимый параметр, ограничивающий эксплуатационные характеристики современных электромобилей. В частности — как раз от емкости зависит пробег от одного заряда. Но неприятность не только в том, дабы отыскать метод повышения емкости.

Нужно отыскать ответ технологичное и недорогое, пригодное для массового производства.

Как раз над таким ответом трудятся исследователи из Университета Райса. Сравнительно не так давно они внесли предложение применять в качестве отрицательного электрода в литиевых аккумуляторная батареях кремний вместо графита, что разрешит расширить емкость батарей как минимум в три раза.

Коллектив из Райса возглавляемый инженером Сибани Лиза Бисваль (Sibani Lisa Biswal) и научным сотрудником Мадхури Тхакур (Madhuri Thakur) создал кремниевые электроды, выдерживающие до 600 циклов заряда-разряда. Наряду с этим удельная емкость нового материала образовывает 1000 мА-час/грамм, тогда как простые графитовые электроды удержать не более 350 мА-час/г.

В рамках долговременного сотрудничества с Центром нанотехнологий Lockheed Martin в Райсе университетские ученые трудились над разработкой пористых кремниевых пленок и достигли определенных удач. О том, что кремний действеннее графита было известно в далеком прошлом. Но неприятность при работе с пленками пребывала в том, что кремниевые наноструктуры, вбирая в себя ионы лития, разбухают в три раза от начальных размеров.

Это происходит с каждым зарядом. В следствии периодических сжатий и расширений кремниевые электроды скоро приходят в негодность. Разные ухищрения, к каким прибегали исследователи, были действенными, но сложными в практической реализации.

Настоящим достижением стало предложение Мадхури Тхакур растереть пленки в порошок. Раздробленные в порошок пористые наноструктуры кремния владеют огромной внешней поверхностью. В случае если площадь поверхности частиц порошка простого кремния достигает 0,71 кв. м. на грамм порошка, то у материала, созданного в Университете Райса она больше в 50 раз, и образовывает 46 квадратных метров поверхности на любой грамм веса.

Громадная поверхность разрешает частицам общаться с громадным числом ионов лития, что в конечном счете свидетельствует громадную удельную емкость. Но «литирование» порошка не ведет к набуханию электрода, поскольку между отдельными частицами достаточно свободного места.

По словам Мадхури Тхакур порошок несложен в производстве и его легко применять для аккумуляторная батарей. Материал экономически действен, и снабжает высокую концентрацию энергии при громадном количестве зарядно-разрядных циклов.

Вышеприведенная цифра удельной емкости 1000 мА-час на грамм вещества достигнута фактически в лабораторных условиях. Исследователи изготовили половину ячейки аккумулятора, у которой хороший электрод выполнен из железного лития. Но, не обращая внимания на то, что полученное значение втрое выше, чем для графитовых электродов, оно, как предполагают ученые, образовывает только третью часть теоретического потенциала.

В замыслах ученых тестирование и создание полной аккумуляторной батареи, и опыты с применением в качестве катода новых перспективных материалов, таких как оксид кобальта.

По данным Rice University

Как делают аккумуляторы для электромобилей


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: