🔋 Ученые МФТИ продлили жизнь литий‑ионных батарей
🔋 Ученые МФТИ продлили жизнь литий‑ионных батарей Российские исследователи из Института электродвижения МФТИ предложили простой, но очень эффективный способ существенно продлить срок службы литий‑ионных аккумуляторов с кремниевым анодом. Вместо привычной сплошной медной подложки они использовали перфорированную фольгу с микроотверстиями, что позволило сохранить до 90% ёмкости после 100 циклов заряд‑разряд против 60% у классического варианта. 🧪 В чем проблема кремниевых анодов? Кремний теоретически почти в 10 раз ёмче графита, быстрее заряжается и лучше работает на морозе, но при циклировании его частицы сильно разбухают (увеличение объема в 3–4 раза), трескаются и отслаиваются от подложки. Это быстро убивает аккумулятор и долгое время мешало внедрению кремниевых анодов в массовые продукты. 💡 Простое инженерное решение Команда МФТИ не стала менять состав анода, а переработала токосъём: - использована перфорированная медная фольга с отверстиями 250 и 500 мкм; - отверстия формируются стандартным лазерным оборудованием; - в результате формируется трёхмерная структура, где кремний‑графитовый композит пронизывает металлический лист и лучше «держится» при циклировании. 📈 Результаты, которые впечатляют - ёмкость анода после 100 циклов: 90% против 60% у сплошной фольги; - аналогичный эффект сохраняется даже при четырёхкратном увеличении тока разряда; - чем меньше диаметр отверстий, тем стабильнее работает анод. ⚙️ Почему это важно для индустрии Исследователи подчёркивают, что использовали только коммерчески доступные материалы и типовое производственное оборудование. Это значит, что технология с перфорированной фольгой потенциально может быть относительно быстро интегрирована в существующие линии производства аккумуляторов. 🚗 Перспективы применения Следующий шаг команды — масштабирование подхода, испытания с анодами с ещё большим содержанием кремния и изготовление серии высокоёмких аккумуляторов с увеличенным циклическим ресурсом. Такая архитектура открывает путь к более ёмким и долговечным батареям для: - электромобилей; - дронов; - портативной электроники. 📚 Научная база Результаты работы опубликованы в Journal of Composites Science и отмечены как перспективное направление для развития высокоёмких литий‑ионных систем нового поколения. источник