Как избежать разрушения кремниевых элементов в батареях

Популярная механикаНаука

Кремниевая революция: физики впервые смогли увидеть то, почему кремниевые элементы в батареях разрушаются так быстро

Василий Макаров

Chongmin Wang/Pacific Northwest National Laboratory

Обладая потенциалом удерживать во много раз больше энергии, чем графит, кремний является заманчивым предложением для ученых, работающих над литиевыми батареями следующего поколения. Проблема в том, что кремний не так хорошо выдерживает нагрузки, связанные с циклическим переключением батарей, но с помощью первых в своем роде наблюдений исследователи получили новое понимание причин, почему это происходит, и обнаружили подсказки относительно того, как можно этого избежать.

Ученые, работающие над интеграцией кремния в литий-ионные батареи, надеются дополнить или полностью заменить им графит, используемый в настоящее время в качестве анодного компонента. Основная причина - кремний может хранить в 10 раз больше энергии. Проблема, однако, в том, что при зарядке и разряде аккумулятора кремний разбухает, что приводит к растрескиванию анода, что в конечном итоге сводит на нет все шансы аккумулятора удерживать заряд.

На протяжении многих лет мы видели несколько интересных подходов к решению этой дилеммы, в том числе использование кремния со специальными наноструктурами, комбинирование его с твердотельными электролитами, формирование кремниевых «сэндвичей» или заключение материала в графен. Но новое понимание причин, по которым кремниевые аноды быстро выходят из строя, может

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике

Книги, написанные математиками об их любимом предмете

Популярная механика
Исправляем ошибку 0xc0000906: при запуске программы или приложения Исправляем ошибку 0xc0000906: при запуске программы или приложения

Рассказываем, как просто справиться с ошибкой 0xc0000906

CHIP
Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством

Как отвращение к горькому вкусу брокколи связано с вашим здоровьем?

ТехИнсайдер
Красно-желтые дни. Volkswagen Taos против Kia Seltos Красно-желтые дни. Volkswagen Taos против Kia Seltos

Кроссоверы, которые в другом мире могли бы считаться бюджетными

РБК
Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы

Каков ключ к решению проблемы переедания и импульсивных перекусов?

ТехИнсайдер
Проблемы XXI века: 6 причин, из-за которых мы стареем быстрее Проблемы XXI века: 6 причин, из-за которых мы стареем быстрее

6 современных причин старения

VOICE
Рентгеновская спектроскопия никелатов подтвердила современную теорию сверхпроводимости Рентгеновская спектроскопия никелатов подтвердила современную теорию сверхпроводимости

Физики применили метод рентгеновской спектроскопии для исследования никелата

N+1
Маргарита Митрофанова: «Я буду веселой старухой!» Маргарита Митрофанова: «Я буду веселой старухой!»

Маргарита Митрофанова о возрасте, эйджизме и позитивной старости

Psychologies
Малоизвестные, очень личные и великие факты о великом вратаре Льве Яшине Малоизвестные, очень личные и великие факты о великом вратаре Льве Яшине

Выдающиеся и малоизвестные факты о Льве Яшине

Maxim
Лекарственные травы не спасли молодую женщину в Древнем Перу Лекарственные травы не спасли молодую женщину в Древнем Перу

Древние жители Перу использовали разные травы в лекарственных целях

N+1
Зеленый стартап: запустить производство полезной соли перед пандемией и не прогореть Зеленый стартап: запустить производство полезной соли перед пандемией и не прогореть

Предпринимательница из Астрахани Наталья Хазова выпускает альтернативу соли

Forbes
Вредные советы для предпринимателей: как попросить денег на стартап Вредные советы для предпринимателей: как попросить денег на стартап

Прочитайте эти советы для привлечения денег в стартап и сделайте наоборот

Forbes
10 норм поведения в обществе, которые пора пересмотреть 10 норм поведения в обществе, которые пора пересмотреть

10 вещей, которые пора разрешить, потому что нам, интровертам, так удобнее

Maxim
Малый Эрмитаж Малый Эрмитаж

Висячий сад и часы «Павлин»

Культура.РФ
Продать нельзя уничтожить: почему модные бренды режут и сжигают нераспроданные товары Продать нельзя уничтожить: почему модные бренды режут и сжигают нераспроданные товары

Зачем компании уничтожают остатки одежды и аксессуаров

Esquire
Губы ТП-69: обходи стороной мастера, который предложит тебе такое! Губы ТП-69: обходи стороной мастера, который предложит тебе такое!

В России орудует банда «черных косметологов»

Cosmopolitan
Ненавистная немка: почему жену Николая II не любили в России Ненавистная немка: почему жену Николая II не любили в России

Простой народ, и аристократы терпеть не могли жену Николая II

Cosmopolitan
Частный детектив разоблачила 150 измен и учит распознавать признаки неверности Частный детектив разоблачила 150 измен и учит распознавать признаки неверности

Частный детектив рассказывает о своей работе и о признаках супружеской измены

Psychologies
Не только «файф-о-клок»: все о традиции английского чаепития Не только «файф-о-клок»: все о традиции английского чаепития

Рассказываем об истории и основных правилах afternoon tea

Популярная механика
Ed-Tech. Онлайн-образование Ed-Tech. Онлайн-образование

Как зарабатывать на пробелах государственной образовательной системы

Esquire
Анастасия Красовская Анастасия Красовская

Можно бесконечно смотреть на огонь, воду и актрису Анастасию Красовскую

Собака.ru
Чернила зачеркнутых строк писем Марии-Антуанетты выдали цензора Чернила зачеркнутых строк писем Марии-Антуанетты выдали цензора

Ученые прочитали зачеркнутые строки писем Марии-Антуанетты

N+1
Каково это – покупать картинки в интернете за миллионы долларов Каково это – покупать картинки в интернете за миллионы долларов

Исповедь Pranksy, NFT-коллекционера, чей точный возраст неизвестен

Esquire
Как ученые ищут океаны на далеких экзопланетах Как ученые ищут океаны на далеких экзопланетах

Что химические вещества в атмосфере экзопланеты могут рассказать о ней?

Популярная механика
Вандал 6 раз осквернил могилу дочери своих друзей, чтобы помучить родителей Вандал 6 раз осквернил могилу дочери своих друзей, чтобы помучить родителей

Марк Плейстер раз за разом крушил надгробие на могиле ребенка своих друзей

Cosmopolitan
Не только любовница: что такое финансовая измена и как она убивает отношения Не только любовница: что такое финансовая измена и как она убивает отношения

Ложь о том, как люди тратят деньги, может привести к проблемам в паре

Cosmopolitan
Автор подкаста Автор подкаста

Мари Новосад только что вернулась с SNCTM в Нью-Йорке и рапортует нам

Playboy
«Мы идем в гору» «Мы идем в гору»

Основательница группы «Новые Самоцветы» Инна Маликова о будущем проекта

OK!
Правила питания, которые спасут от осенней грусти Правила питания, которые спасут от осенней грусти

Что есть и пить осенью, чтобы чувствовать себя максимально энергичными

Psychologies
Почему нам так нравятся жестокие фильмы и сериалы Почему нам так нравятся жестокие фильмы и сериалы

Насколько для нас может быть вредно экранное насилие?

Популярная механика
Открыть в приложении