Ученые из Стэнфордского университета сделали открытие, которое может означать скорое появление батарей для ноутбуков, работающих без подзарядки больше десяти дней. Они нашли способ применения в литий-ионных аккумуляторных батареях кремниевых нанонитей, что позволяет увеличить их электрическую емкость в десять раз.

Ссылаясь на свою публикацию в журнале Nature Nanotechnology, доцент отделения физики и технологии материалов университета И Цуй, разработавший новые батареи вместе со своими коллегами, рассказал, что повышенная емкость батареи достигается благодаря аноду нового типа, в котором используются кремниевые нанонити. В обычных литий-ионных батареях для анода применяется графит. Это ограничивает количество лития (который хранит заряд), удерживаемое в аноде, и, следовательно, срок службы батареи. Согласно работе Цуя, кремниевые аноды обладают «самой высокой теоретической емкостью», но в процессе заряда они расширяются, а при использовании сжимаются — этот цикл приводит к измельчению кремния и ухудшению характеристик батареи. Исследователи уже 30 лет не могут найти выход из этого тупика, направляя свои усилия на совершенствование графитовых анодов.

Цуй и его коллеги преодолели это препятствие, создав анод нового типа, который удерживает литий в «лесу» из тонких кремниевых нанонитей диаметром в тысячную долю толщины листа бумаги. Насыщаясь литием, нанонити раздуваются в четыре раза, но не разрушаются, как в прежних конструкциях кремниевого анода.

Цуй утверждает, что для коммерциализации технологии не видно никаких препятствий. «Мы работаем над расширением масштабов и оценкой стоимости своей технологии. То и другое не должно вызывать затруднений», — сказал он. Цуй подал заявку на патент и думает о создании специальной компании или заключении соглашения с каким-нибудь производителем батарей. Он предполагает, что при условии успешных испытаний технология станет коммерчески доступной в течение нескольких лет.

Так выглядят кремневые нанонити под электронным микроскопом

до (А) и после (В) цикла электрохимического заряда

Источник: Nature Nanotechnology

Algonet.ru