Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго за підтримки LG Energy зробили перспективне відкриття, в якому використовуються два популярних типи акумуляторних технологій. Вони створили твердотільний акумулятор з повністю кремнієвим анодом. В теорії, такі кремнієві акумулятори можуть забезпечити довгий термін служби, високу щільність енергії і швидку зарядку. А це, відповідно, зробить електромобілі дешевшими і практичнішіми. Нагадаємо, що створили акумулятор з рекордною щільністю 560 Вт-год/кг.
Кремнієві акумулятори: переваги та недоліки
Кремній є дуже бажаним анодним матеріалом, оскільки його питома енергія більш ніж в десять разів перевищує питому енергію сучасних графітових анодів. Проблема в тому, що кремнієві аноди мають тенденцію швидко розширюватися і руйнуватися в міру зарядження і розрядження акумулятора, особливо з рідкими електролітами, які зараз використовуються в літій-іонних елементах.
Тим часом, проблема з твердотільними акумуляторами (з твердими електролітами замість рідких) полягає в тому, що вони використовують металеві літієві аноди. Вони ж під час зарядки повинні зберігатися при підвищених температурах (140 °F або 60 °C). Це робить їх менш практичними в холодну погоду, вимагаючи обігрівачів, які споживають цінну енергію.
Рішенням обох цих проблем є спеціальний тип кремнієвого анода в твердотільному акумуляторі. Команда дослідників з Сан-Дієго усунула вуглець і зв’язуючі, які зазвичай використовуються в кремнієвих анодах, і замінила рідкий електроліт твердим на основі сульфіду.
З цими змінами вони продемонстрували, що повністю кремнієві аноди були значно стабільнішими в твердому електроліті, зберігаючи 80% ємність після 500 циклів зарядки і розрядки, виконаних при кімнатній температурі. За словами команди, це також дозволило забезпечити більш високу швидкість зарядки, ніж мають попередні акумулятори з кремнієвим анодом.
Команда вже передала ліцензію на технологію компанії під назвою Unigrid battery, і LG Energy Storage планує розширити дослідження. Однак, воно все ще перебуває на експериментальній стадії, і попереду ще багато роботи. І, звичайно ж, буває таке, що багато акумуляторів, які відмінно працюють в лабораторіях, не працюють в реальному світі.