Новый анодный материал может увеличить емкость батарей в 10 раз

В процесс зарядки литий-ионных батарей атомы лития поглощаются слоями графита на отрицательном электроде. Но емкость графита ограничена одним атомом лития на шесть — углерода. Кремний способен удержать в десять раз больше лития, но, к сожалению, сильно увеличивается в объеме при этом, порождая типичные проблемы литий-ионных батарей.

В поисках альтернативы чистому кремнию, ученые из Мюнхенского технического университета (Technische Universitaet Muenchen, TUM) синтезировали новую структуру из кремния и бора, способную служить материалом для электродов. Подобно атомам углерода в алмазе, кремний и бор в этом новом материале — боросилициде лития (LiBSi₂) — образуют тетраэдрическую решетку, но сверх того формируют каналы.

«Открытые структуры с каналами обладают принципиальной способностью запасать и высвобождать атомы лития, необходимой для таких приложений, как анодный материал литий-ионных батарей» — отмечает Томас Фосслер (Thomas Fässler), профессор института неорганической химии, TUM.

Для получения боросилицида лития ученые подвергали исходные материалы — борид лития и кремний — спеканию при температуре около 900 °С и давлении 100 тыс. атмосфер. Синтез производился в лаборатории высоких давлений кафедры химии и биохимии Университета штата Аризона.

Новый материал, получивший в честь университета название «tum», устойчив к воздействию воздуха и влаги и выдерживает температуры до 800 °С. Кроме того, алмазоподобная кристаллическая структура указывает на его высокую твердость. Способность к поглощению ионов лития и то, будет ли tum процессе этого распухать, предполагается прояснить в ходе дальнейших экспериментов.

Статья, более подробно описывающая данное исследование, опубликована в журнале Angewandte Chemie International Edition.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI