Британские исследователи разработали новую конструкцию литий-ионного аккумулятора, способную заметно повысить энергоемкость и срок службы батарей. Технология может увеличить запас хода электромобилей и приблизить внедрение кремниевых анодов в массовое производство.
Команда из Университет Суррея представила новый тип анода на основе так называемой структуры VISiCNT — вертикально интегрированных кремний-углеродных нанотрубок.
Суть решения в том, что углеродные нанотрубки выращиваются прямо на медной фольге, после чего покрываются тонким слоем кремния. В результате формируется гибкая и проводящая структура, способная компенсировать расширение материала при зарядке и разрядке — одну из главных проблем кремниевых анодов.
В лабораторных тестах новый анод показал емкость более 3500 мАч на грамм. Для сравнения, графит, который используется в современных аккумуляторах, обеспечивает около 370 мАч/г. При этом материал сохраняет стабильность на протяжении сотен циклов зарядки.
Ключевое преимущество разработки — совместимость с существующим производством. Медная фольга уже используется в аккумуляторах, а сам процесс можно масштабировать без серьезной перестройки линий. Это делает технологию ближе к промышленному применению, чем большинство лабораторных решений.
По словам исследователей, новая архитектура позволяет использовать высокий потенциал кремния без потери срока службы батареи. Это открывает путь к более емким и быстрым аккумуляторам для электромобилей. Помимо транспорта, технология может применяться в сетевых накопителях энергии и компактной электронике, где важны высокая плотность энергии и стабильность работы.