Silizium- und Phosphoren-Verbundanoden erhöhen die Laderate und Kapazität von Lithiumbatterien

Laut ausländischen Medienberichten hat das indische Institut für wissenschaftliche Bildung und Forschung (indisches Institut für wissenschaftliche Bildung und Forschung, IISER) eines Forschungsteams, das Silizium- und Phosphorphosphoren verwendet, die Forschung und Entwicklung neuer Verbindungen, die in Lithium-Ionen-Batterieanoden verwendet werden, das Team von Satishchandra Ogale führte.

Laut den Forschern ist das Material hocheffizient. Im Vergleich zu aktuellen lithium-ionen-batterien erhöht das neue Anodenmaterial die Ladegeschwindigkeit und Kapazität der Batterie um das Dreifache bzw. Fünffache und reduziert gleichzeitig das Gesamtgewicht der Batterie. Wenn nur Silizium als Anodenmaterial der Batterie verwendet wird, ist ihre Zyklenstabilität schwach.

Im Rahmen des Experiments verwendeten die Forscher von IISER Phosphoene, ein zweidimensionales Material vom reinen Typ, um Batterieanoden mit Nanosiliciumpartikeln und einer kleinen Menge schwarzer Phosphoenschicht oder reinem Phosphoen herzustellen.

"Der Leistungsvorteil, der durch die Verwendung von Phosphen erzielt wird, beruht auf dem strukturellen Design von Phosphen, das eine größere Flexibilität und Flexibilität bietet", sagte Ogale. Die hohe mechanische Flexibilität ermöglicht es, Lithiumionen in der Batterie zu halten, was die Ladegeschwindigkeit der Batterie verbessert.

Die Forscher sagten, die Batterie mit der Forschung und Entwicklung neuer Materialien, vielleicht können diese Materialien auch in Sensoren, Feldeffekttransistoren (Feldeffekttransistoren) und optoelektronischen Bauelementen, optoelektronischen Bauelementen) verwendet werden.

IISER kann möglicherweise die Größe und das Gewicht des akkus reduzieren, während die gleiche Kapazität erreicht wird.

Kingshuk Roy, Hauptautor der Studie, sagte: "Während Batterien auf Siliziumbasis die Zukunft sind, besteht die größte Herausforderung darin, ihr hohes Maß an Stabilität beizubehalten und dadurch die Lade- und Entladelebensdauer der Batterie zu verlängern."

Beim ersten Ladetest hatte die neue Batterie eine Rückhalterate von 78 Prozent, was bedeutet, dass ein irreversibler Verlust - der irreversible Verlust, der auftritt, wenn sich die Anode einer Lithiumbatterie auf Siliziumbasis mit einer Kohlenstoffverbindung mischt - irreversibel wäre.

Phosphen hat strukturelle Vorteile und kann als Bindemittel verwendet werden, um Risse zu vermeiden. Es wird bei hoher Laderate beobachtet.

Es wird gesagt, dass die aus diesem Material hergestellte Lithiumbatterie Hunderten von Lade- und Entladezyklen standhalten kann.