Китайские ученые из Университета науки и технологий Циндао придумали, как изготовить анод для литий-ионных батарей из остатков кремния, которые образуются при производстве солнечных панелей. Для анода создали особый электролит. В результате получился надежный аккумулятор повышенной энергоемкости.
Как сообщают в институте, обычно кремниевая крошка — отход резки кремния на пластины солнечных батарей — нигде не используется. Ученые исследовали ее и обнаружили, что частицы размером несколько микрон (несколько тысячных долей миллиметра), из которых она состоит, отлично подходят для анодов литий-ионных батарей.
В отличие от традиционного для анодов графита кремний позволяет накапливать и передавать больше электроэнергии: каждый его атом может присоединить не один, а сразу четыре иона лития. При этом за счет хрупкости аноды из кремния получаются менее долговечными. Справиться с этим помог электролит из гексафторфосфата лития (LiPF6). Он сформировал гибкий каркас для микрочастиц кремния и помог более равномерно распределять ионы лития. Все это позволило защитить анод от деформации и быстрого разрушения.
Как показали эксперименты, аккумулятор с новым электролитом и кремниевыми анодами способен накапливать на 35% больше энергии — 340 ватт-час на килограмм против 250 ватт-час на килограмм. Он выдержал 200 циклов зарядки — разрядки, и его емкость снизилась всего на 16%.