Silicon-coatede nanonets kunne bygge et bedre lithium-ion batteri

En lille stilladslignende titaniumstruktur af Nanonets belagt med siliciumpartikler kunne bane vejen for hurtigere, lettere og længerevarende litiumionbatterier, ifølge et team af Boston College -kemikere, der udviklede det nye anodemateriale ved hjælp af nanoteknologi.

De weblignende Nanonets udviklet i laboratoriet af adjunkt i kemi Dunwei Wang tilbyder en unik strukturel styrke, mere overfladeareal og større ledningsevne, som producerede en ladning/genopladningshastighed fem til 10 gange større end typisk lithium-ion-anodemateriale, en fælles komponent i batterier til en række forbrugerelektronik, ifølge resultater offentliggjort i den nuværende online udgave af American Chemical Society journal Nano bogstaver .

Ud over, Nanonets viste sig at være usædvanligt holdbare, viser et ubetydeligt fald i kapacitet under opladnings- og genopladningscyklusser. Forskerne observerede i gennemsnit 0,1% kapacitet falme pr. Cyklus mellem 20. og 100. cyklus.

"Mens forskere forfølger den næste generation af genopladelige litium-ion-batteriteknologier, der er givet en præmie på øget effekt og en større batterilevetid, "sagde Wang." I den sammenhæng, Nanonet -enheden gør et kæmpe spring mod disse to mål og giver os et overlegen anodemateriale. "

Lithium-ion-batterier bruges ofte i forbrugerelektronik. Denne type genopladeligt batteri giver litiumioner mulighed for at bevæge sig fra anodeelektroden til katoden, når den er i brug. Ved opladning, ionerne bevæger sig fra katoden tilbage til anoden.

Nanonets struktur og ledningsevne forbedrede evnen til at indsætte og ekstrahere litiumioner fra den partikelformige siliciumcoating, rapporterede holdet. Kører med en opladnings-/afladningshastighed på 8, 400 milliampere pr. Gram (mA/g) - hvilket er cirka fem til 10 gange større end lignende enheder - materialets specifikke kapacitet var større end 1, 000 milliampere pr. Gram (mA-h/g). Typisk, bærbare lithium-ion-batterier er klassificeret overalt mellem 4, 000 og 12, 000 mA/t, hvilket betyder, at det kun ville tage mellem fire og 12 gram af Nanonet -anodematerialet for at opnå lignende kapacitet.

Wang sagde, at evnen til at bevare den krystallinske titaniumsiliciumkerne under opladnings-/afladningsprocessen var nøglen til at opnå den høje ydeevne af Nanonet -anodematerialet. Yderligere forskning i hans laboratorium vil undersøge Nanonets ydeevne som et katodemateriale.