Технология, которая увеличит запас хода и сократит время зарядки аккумуляторов электромобилей, вскоре появится и в других автомобилях. Технология заменяет графит, который обычно используют на отрицательно заряженных анодах литий-ионных аккумуляторов электромобилей, на кремний.
Недавно Panasonic объявила о партнерстве с компанией Sila Nanotechnologies, которая производит кремниевые аноды. Цель — интеграция этой технологии в существующую линию по производству аккумуляторов компании в 2024 году.
Батареи основаны на движении заряженных частиц — ионов, между электродами или двумя электрическими проводниками. Во время зарядки ионы лития перемещаются от положительного электрода (катода) через проводящий раствор — электролит, к отрицательному электроду (аноду), где они сохраняются до тех пор, пока не потребуется питание.
Когда батарея обеспечивает питание устройства, ионы лития возвращаются от анода к катоду. Такое движение ионов позволяет электронам течь через внешнюю цепь, генерируя электрический ток, который питает устройство.
Поскольку ионы сохраняются на аноде до тех пор, пока не потребуются для питания автомобиля, материал анода играет решающую роль в работе аккумулятора.
Традиционно в литий-ионных батареях используются графитовые аноды. Слоистая структура проводящего материала означает, что ионы могут перемещаться в анод и из него без существенного изменения его объема.
Однако благодаря своему химическому составу кремний может содержать более чем в десять раз больше энергии на грамм.
Более высокая емкость означает, что кремний может хранить больше ионов лития. А это приводит к более высокой плотности энергии батареи и большему запасу хода для электромобилей на одном заряде.
К сожалению, при наполнении ионами лития кремний разбухает в три-четыре раза по сравнению с первоначальным размером, что приводит к механическому напряжению и возможной деградации материала анода. Поэтому тщательное наноразмерное проектирование кремниевого анода имеет важное значение. Ученые планируют решить ее.
Читать далее:
Творение Вселенной объяснили по-новому: как это меняет физику
Момент творения: как физики объясняют строение Вселенной
Эпидемия «зомби» у оленей распространяется в США: ученые говорят о риске заражения людей
Обложка: Kandinsky by Sber AI