Новосибирские ученые нашли способ увеличить эффективность Li-ion батарей
Новосибирск. 6 июня. ИНТЕРФАКС - Исследователи отдела прикладной физики Физического факультета Новосибирского государственного университета (НГУ) с коллегами из Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН разработали способ увеличения удельной емкости и числа циклов зарядки-разрядки литий-ионных батарей, сообщает пресс-служба НГУ.
"Это стало возможным благодаря использованию анодного материала в форме нанопорошка на основе кремния, полученного учеными отдела прикладной физики Физического факультета НГУ под руководством завотделом Александра Зарвина. Способ его синтеза недавно был запатентован вузом", - говорится в сообщении.
При получении нанопорошка ученые используют метод разложения кремний- и углерод-содержащих газов (пиролиз) с последующим синтезом твердых веществ кремний-углеродного состава, для этого исходные газы путем адиабатического сжатия нагревают до высоких температур, при которых происходит разложение газов до атомарного уровня.
За стадией сжатия следует стадия расширения, в ходе которой из атомов кремния и углерода образуются композитные наночастицы, составляющие основу анодного материала.
"Наряду с высокой электрической емкостью кремний характеризуется очень низкой стойкостью к циклам заряда-разряда. При заряде кремний претерпевает трехкратное увеличение объема и без каких-либо ухищрений после первых же циклов заряда-разряда структура кремния разрушается, а его емкость катастрофически падает. Создание структуры с кремниевым ядром и углеродной оболочкой представляется решением проблемы. Прочная углеродная оболочка должна обеспечить удержание кремния в ядре от разрушения, а ее высокая электропроводность обеспечивает высокие электропроводящие характеристики анода", - отмечает сотрудник отдела Борис Ездин.
Разработанный способ позволяет получать именно такие наночастицы размером несколько десятков нанометров с кремниевым ядром и углеродной (графеновой) оболочкой.
Побочным продуктом реакции является газообразный водород, который также представляет коммерческий интерес.
Уточняется, что впервые ученые отдела получили нанопорошки во время проведения другого исследования, когда пытались преобразовать природный газ в химически ценное сырье - так называемый синтезгаз, представляющий собой смесь угарного газа и водорода.
По ходу экспериментов исследователи пришли к выводу, что можно получать еще и порошки хорошего качества.