Hvem dræbte grafit-anoden? Forskere flytter silicium anode li-ion batteriteknologi fremad

Forskere ved Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) har udviklet et nyt siliciumanodemateriale til lithium-ion-batterier, der potentielt kan erstatte den nuværende grafitanode. Det nye materiale, som er lavet af en kombination af silicium og kulstof, er i stand til at lagre flere lithium-ioner end grafit, hvilket betyder, at det kan give en højere energitæthed til batterier.

Forskerne siger, at deres nye anodemateriale kunne gøre det muligt for lithium-ion-batterier at lagre op til 40 % mere energi end nuværende batterier. Dette ville give mulighed for længere batterilevetid i enheder som smartphones, bærbare computere og elektriske køretøjer.

Forskerne arbejder i øjeblikket på at forbedre ydeevnen af ​​deres nye anodemateriale og håber at kommercialisere det inden for de næste par år.

Hvorfor er det en stor sag?

Udviklingen af ​​et nyt siliciumanodemateriale til lithium-ion-batterier er et væsentligt gennembrud, fordi det potentielt kan føre til batterier med længere levetid og højere energitætheder. Dette vil have en stor indvirkning på en bred vifte af enheder, herunder smartphones, bærbare computere og elektriske køretøjer.

I øjeblikket er grafit-anoden det mest almindeligt anvendte anodemateriale i lithium-ion-batterier. Grafit har dog en begrænset evne til at lagre lithium-ioner, hvilket begrænser batteriernes energitæthed. Silicium kan derimod lagre op til 10 gange flere lithiumioner end grafit. Det betyder, at siliciumanoder potentielt kan sætte lithium-ion-batterier i stand til at lagre meget mere energi.

Siliciumanoder har dog også været plaget af en række problemer, herunder dårlig cyklerbarhed og lav Coulombic effektivitet. Disse problemer har forhindret siliciumanoder i at blive kommercialiseret indtil nu.

Det nye siliciumanodemateriale udviklet af forskerne ved KAIST adresserer mange af de problemer, der tidligere har plaget siliciumanoder. Materialet er lavet af en kombination af silicium og kulstof, hvilket hjælper med at forbedre dets cyklebarhed og Coulombic effektivitet. Forskerne fandt også ud af, at deres nye materiale nemt kan forarbejdes til tynde film, hvilket gør det kompatibelt med eksisterende batterifremstillingsprocesser.

Udviklingen af ​​dette nye siliciumanodemateriale er et stort skridt fremad i udviklingen af ​​næste generation af lithium-ion-batterier. Med yderligere forskning og udvikling kan siliciumanoder potentielt gøre det muligt for lithium-ion-batterier at lagre op til 40 % mere energi end nuværende batterier. Dette ville have en stor indvirkning på en bred vifte af enheder, herunder smartphones, bærbare computere og elektriske køretøjer.