Специалисты UNIST создали нанокомпозит на основе графена и кремния, позволяющий улучшить литиево-ионные аккумуляторы

Специалисты южнокорейского института UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology) разработали технологию, которая позволит улучшить электрические аккумуляторы.

За последнее время неоднократно предпринимались попытки использовать нанокомпозиты на основе графена и кремния для улучшения электрохимических характеристик аккумуляторов. К сожалению, общим слабым местом таких аккумуляторов является низкий начальный выход по току, нарушение электрического контакта и разрушение вследствие значительных изменений объема в процессе заряда-разряда. Это ведет к существенному уменьшению емкости и росту внутреннего сопротивления.

Ученые UNIST предложили новаторский подход к решению проблемы. Они использовали в аноде литиево-ионного аккумулятора наночастицы аморфного кремния на каркасе из графена (a-SBG). Структура a-SBG обеспечивает равномерное распределение островков кремния (частицы размером менее 10 нм) на обеих сторонах листов графена, за счет чего обеспечивается стабильность анода при повторении циклов заряда-разряда.

Композит продемонстрировал выдающуюся эластичность: размер частиц восстанавливается до исходного после каждого цикла, а толщина электрода уменьшается в результате самоуплотнения.

В результате экспериментов были продемонстрирована удельная емкость 468 Вт∙ч/кг и 288 Вт∙ч/кг при удельной мощности 7 кВт/кг и 11 кВт/кг соответственно.

Источник: ACS Nano ^[1]

Источник ^[2]