Silikon küçük gidiş potansiyel lityum-iyon pil

California Üniversitesi, Riverside (UCR) araştırmacıları kullanımı ile pil verimsiz olmasına neden ve hızlı bir şekilde aşağılamak (hatta katastrofik başarısız) olur güncel materyaller geride ve önceki konular etrafında alır lityum-iyon piller için bir silikon anot geliştirdik. Araştırmacılar üretim kadar ölçeklendirme odaklanmak gibi, önceden yüksek performanslı elektrikli araçlar, elektronik ve all-around taşınabilir güç için önünü açabilir. Grafit uzun lityum-iyon piller negatif elektrotlar oluşturmak için kullanılır olmuştur, ancak piller geliştirmek olarak, yavaş yavaş çünkü saklayabilirsiniz enerji sınırlı miktarda bir performans darboğazı haline geliyor.

Silikon grafit daha birim ağırlık başına 10 kat daha fazla enerji depolayabilir, ancak şu anda iki ana sakıncaları vardır. İlk düşük Kulomb verimi ve bir silikon elektrot önemli kayıplar doğurur transfer olduğu ücret söylemektir. İkinci ve daha önemli sebep silikon sözleşmeleri olduğunu ve daha sonra, pil performansı azaltır kısa devre oluşturabilir ve sonunda hücrenin bir felaket yetmezliğine neden çatlaklar oluşturarak, her şarj döngüsü ile kadar 300 olarak yüzde genişler. Profesörler Mihri ve Cengiz Özkan başkanlığındaki bir araştırma ekibi şimdi onların araştırmaya göre, her iki sorunların (ve daha fazla) etrafında alır sünger benzeri silikon nanoliflerin oluşan bir elektrot geliştirdi.

Araştırmacılar, bir döner tambur ve tetraetil ortosilikat (TEOS) ihtiva eden bir çözelti yayan bir meme arasında yüksek bir voltaj uygulayarak nanolifler üretti. Malzeme daha sonra süngerimsi silikon elyaf yapılar elde etmek için, magnezyum buharların maruz bırakılmıştır. "Bizim silikon nanolifler diğer standart Si malzemeler gözlendiği gibi istenmeyen büyük hacimli genişleme minimize yardımcı nanometre ölçeğinde birçok yapısal gelişmeler var," M. Özkan söyler.

Araştırmacı nanolifler Ortaölçek gözenekler silikon hücre zarar vermeden duruma genişlemeleri için gerekli elyaf ağı arasında ek bir boşluk ile birlikte, yeterli yer temin kendi yüzeyi üzerinde çapı yaklaşık 10 nanometre içeren Gizmag söyledi. Ancak silikon istenmeyen genişlemesini azaltmak üç faktörler de vardır: silikon dioksit bir nanometre kabuk; bir tampon tabakası oluşturur ikinci karbon kaplama; ve son olarak, (silikon kırılma eğilimindedir boyuta altındadır) 8 ve 25 nanometre arasında olan liflerin kendilerinin, boyutu.