Een anode van silicium nanodeeltjes die gecoat zijn met grafeen kan de volumetrische capaciteit van lithiumbatterijen fors opkrikken, schrijven onderzoekers van Samsung in Nature Communications. Gekoppeld met een commercieel beschikbare kathode van lithiumkobaltoxide wisten ze de capaciteit per liter met een factor 1,8 te vergroten. Na tweehonderd laadcycli was dat gedaald tot een factor 1,5.
Silicium staat al langer op de kaart als anodemateriaal voor toekomstige generaties Li-ionbatterijen vanwege de hoge capaciteit in vergelijking met grafiet. Het gebruik van het materiaal wordt echter beperkt doordat het sterk uitzet wanneer het lithium opneemt en weer krimpt als het dit afgegeeft. Dat maakt anodestructuren gevoelig voor slijtage. Bovendien moet er loze ruimte worden ingebouwd in de batterij om het opzwellen op te vangen. In toepassingen waar ruimte beperkt is, zoals consumentenelektronica, is dat een probleem.
De Samsung-onderzoekers bedachten dat een anode van silicium nanodeeltjes deze problemen op kan lossen. De losse deeltjes kunnen de beschikbare ruimte veel beter benutten en de kans op mechanische schade door opzwellen en inkrimpen is veel kleiner dan bij een grote structuur. Het probleem was echter om een geschikte coating te vinden die mee kan groeien en krimpen.
This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one for just €20 for the first year and enjoy all the benefits.