В большинстве современных электромобилей установлены аккумуляторы с графитовым анодом. По мнению экспертов, замена графита на кремний могла бы увеличить емкость батарей и значительно увеличить запас хода электрокаров. Однако у кремниевых анодов есть серьезная проблема — нестабильность. После нескольких циклов зарядки и разрядки их емкость значительно снижается.
Было предложено несколько способов увеличить стабильность кремния, но все они слишком сложны и дороги для коммерческого применения. Свой подход к решению проблемы представили ученые из Корейского института передовых технологий, о работе которых рассказывает Phys.org.
Команда обратилась к привычным в быту веществам — воде, маслу и крахмалу. Исследователи растворили кремний в масле и крахмал в воде, а затем смешали их между собой. После термической обработки смеси у них получился прочный углеродно-кремниевый композит.
Эксперименты показали, что композитный анод обладает в четыре раза большей емкостью, чем графитовый аналог — 1530 мА*ч/г против 360 мА*ч/г. При этом она остается стабильной на протяжении 500 циклов. Более того, новый материал позволит аккумулятору заряжаться на 80% всего за пять минут.
По словам авторов, простота процессов и доступность использованных материалов позволят коммерциализировать технологию и начать массовое производство в кратчайшие сроки. Исследователи полагают, что благодаря композитным катодам можно будет вдвое увеличить дальность пробега электромобилей. Кроме того, разработка увеличит емкость систем хранения энергии.
Во время очередной встречи с акционерами глава Tesla Илон Маск заявил, что уже скоро электромобили Tesla смогут проезжать до 640 км без подзарядки. Обеспечить такое увеличение дальности пробега позволит новая конфигурация батареи.