Кремниевый анод, используемый в батареях, разрушается в течение нескольких циклов из-за воздействия электролита и деформации. Чтобы преодолеть эту проблему, группа исследователей во главе с Йи Кюи (Yi Cui) из Стэнфордского университета (Stanford University) и «SLAC» разработали кремниевые нанотрубки с двойными стенками, которые выдерживают более 6000 циклов, сообщает «PC-News.info». Это намного больше, чем требуют мобильная электроника и электрические транспортные средства.

За последние 5 лет команда Кюи использовала наночастицы кремния и нанопроволоку для изготовления кремниевых анодов с улучшенным сроком службы. Новый интерфейс, включающий в себя кремниевые наноструктуры с двойной стенкой и керамическое покрытие из слоя оксида кремния, открывает путь к разработке более лёгких, более прочных и меньших по размеру батарей.

Внешний керамический слой предотвращает расширение внешних стен нанотрубок, что в последствие позволяет нанотрубкам оставаться неповреждёнными. Но, так как нанотрубоки не являются достаточно большими, кремний способствует расширению и проникновению молекул электролита в них. В результате чего анод способен работать более 6000 циклов, при этом сохраняя 85% ёмкости после первого зарядного цикла.

Кюи сообщил, что его следующим шагом будет упрощение процесса производства двухслойных кремниевых нанотрубок. Члены его команды работают над проектированием катодов, которые будут работать с новым анодом для создания батарей, способных продемонстрировать в 5 раз больше производительности, чем существующая литий-ионная технология.

В 2008-ом году Кюи основал компанию под названием «Amprius» для лицензирования прав патентов Стэнфорда, которые охватывают его технологию анодов из кремниевых нанотрубок. Краткосрочная цель компании заключается в изготовлении батарей, которые имеют плотность энергии в 2 раза выше, чем у нынешних литий-ионных батарей.

Результаты данного исследования были изложены в журнале «Nature Nanotechnology».