Кремниевые аноды в литий-ионных аккумуляторах могут получить второй шанс благодаря новому методу восстановления их емкости. Команда специалистов различного профиля из Стэнфордского университета представила свои исследования в журнале Science, продемонстрировав возможность значительного улучшения характеристик батарей.
В поисках более эффективных источников питания производители обратили внимание на кремниевые аноды, которые превосходят традиционные материалы по плотности энергии и емкости. Однако существенным препятствием для их широкого применения стала проблема фрагментации – в процессе эксплуатации кремний распадается на изолированные частицы, частично заполненные литием, что приводит к снижению эффективности аккумулятора.
Исследователи разработали метод восстановления работоспособности таких батарей путем прямой подачи электрического напряжения на анод. В ходе экспериментов с аккумуляторами, содержащими чистый кремний, ученые установили прямую зависимость между количеством подаваемого электричества и степенью восстановления емкости.
Оптимальные результаты были достигнуты при использовании напряжения в 4 вольта на протяжении пяти минут, что позволило увеличить емкость на 30%. При этом исследователи выявили, что превышение определенного порога электрического воздействия может привести к ухудшению состояния электролита, а продолжительность подачи напряжения также играет ключевую роль в процессе восстановления.
