Создан кремниевый анод «долгожитель»!

Электрохимические аккумуляторные батареи (АБ) – самые распространенные автономные источники питания многоразового использования, применяемые в автомобилях, компьютерных устройствах и системах резервного электроснабжения, мобильных девайсах.

Их конструкция практически не изменяется вот уже более полутора веков – катод, анод и размещенный между ними электролит. Главные отличия в типах современных АБ – в материалах, из которых изготовлены электроды, и в составе электролита. В переносных электронных приборах (фото- и видекамерах, аудиоплеерах и т. п.), а также в мобильных телефонах, смартфонах, планшетах используются литий-ионные АБ. В них анод состоит из графита, обеспечивающего относительно высокую удельную плотность накопляемого аккумулятором электрического заряда и довольно длительный срок службы – количество циклов «заряд – разряд».

Однако, как обычно, «хотелось бы большего!». И ученые-электрохимики постоянно ищут новые материалы, которые смогли бы обладать более высокой электрической емкостью. Из всех предложенных на сегодняшний материалов для анода пока что самыми обнадеживающими свойствами обладает кремний. Но он в процессе заряда АБ расширяется, в при разряде – сужается, что приводит к его быстрому разрушению.

И вот исследователями компании Samsung Electronic разработана конструкция кремниевого анода, которая при увеличении удельной электроемкости АБ в 1,8 раза, по сравнению с аналогичным показателем литий-ионной АБ (теоретически кремниевый анод может обеспечить десятикратное повышение удельной емкости), позволяет продлить срок службы кремниевого анода до приемлемого для пользователей времени. Южнокорейские ученые поместили кремниевый анод в «обертку» из графеновых пленок подобно расположению листьев в кочане капусты – эти «нанолисточки» защищают кремний от растрескивания.

См. также:

• Нужен маленький аккумулятор?
• Графеновый суперконденсатор скоро выйдет на рынок!
• Ткань научились покрывать графеном: носимая электроника не за горами!