Российские ученые создали наночастицы для новых аккумуляторов

Metal nanoparticles : used to fight SARS-CoV-2

Российские ученые разработали метод получения композитных наночастиц из кремния и углерода для аккумуляторов нового поколения. Современные литий-ионные батареи достигли предела своего развития, поэтому ученые предлагают дополнять их кремниевыми компонентами, что значительно повысит их ёмкость, пишет RT.

Однако производство таких батарей является сложной технической задачей и пока редко применяется. Разработка российских ученых может сделать такие устройства более доступными и эффективными.

Ученые физического факультета Новосибирского государственного университета совместно с коллегами из Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН разработали и запатентовали новую методику получения наночастиц из кремния и углерода для аккумуляторов, превышающих по ёмкости обычные литий-ионные батареи. По словам авторов работы, литий-ионные батареи, используемые в смартфонах, планшетах и другой электронике, уже достигли своего предела и не отвечают современным запросам, так как имеют относительно небольшую ёмкость заряда и подвержены саморазряду.

Для решения этой проблемы во всем мире разрабатываются кремний-углеродные аккумуляторы, обладающие гораздо большей электрической ёмкостью и подходящие для тонкой и лёгкой техники. Производство таких батарей технологически сложное, а ёмкость кремния сильно падает после нескольких циклов заряда.

Авторы исследования предложили решение этой проблемы, создав наночастицы с углеродной оболочкой, окружающей кремниевое ядро. Метод пиролиза, использованный для создания частиц, обеспечивает высокую производительность и однородность композитных наночастиц.

Прочная углеродная оболочка защищает кремниевое ядро от разрушения и обеспечивает высокую электропроводность анода. Новая методика синтеза позволяет получать более однородные композитные наночастицы, что может найти применение при создании батарей с большой ёмкостью. Это изобретение может быть использовано для производства литий-ионных аккумуляторов, применяемых в электростанциях, гибридных и электрических транспортных средствах, системах бесперебойного электроснабжения, робототехнике и мобильных устройствах.

Science XXI