Ученые МФТИ в Подмосковье увеличили срок службы литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы широко применяются в электромобилях, дронах и портативной электронике, однако их емкость близка к теоретическому пределу. Для повышения энергоемкости ученые МФТИ предложили заменить традиционный графитовый анод на кремниевый, который обладает почти в десять раз большей теоретической емкостью. Однако такие аноды быстро деградируют из-за сильного увеличения объема при зарядке и разрядке, что приводит к появлению трещин и выходу аккумулятора из строя.

Исследователи МФТИ решили изменить не состав анода, а конструкцию токосъемной подложки. Вместо сплошной медной фольги они использовали перфорированную фольгу с отверстиями диаметром 250 и 500 микрометров. Эксперименты показали, что такая конструкция позволяет сохранить емкость анода на уровне 60–90% после 100 циклов заряд-разряд, а также обеспечивает стабильную работу даже при четырехкратном увеличении тока разряда. Наилучшие результаты были получены при меньшем диаметре отверстий.

Для внедрения технологии в промышленное производство ученые использовали только коммерчески доступные материалы и оборудование. Следующим этапом станет масштабирование метода и создание серии аккумуляторов с увеличенным циклическим ресурсом на экспериментальном производстве института.

«Наша следующая задача – масштабировать этот подход, опробовать его на анодных материалах с еще большим содержанием кремния и изготовить серию высокоемких аккумуляторов с большим циклическим ресурсом на участке экспериментального производства нашего института», — пояснил Шахбоз Исокжанов, первый автор публикации и аспирант лаборатории инженерии и технологий химических источников тока МФТИ.

Ранее губернатор Московской области Андрей Воробьев запустил в регионе крупное производство, на котором каждый год будут выпускать 200 млн чипов, 110 млн диодов, транзисторов и микросхем. Производственный корпус открыли на заводе «Арсенал», который входит в структуру ГК «Промтех».

«Знаю, что на заводе очень дружная команда, и мне приятно вместе с вами нажать эту символическую кнопку, которая даст старт производству столь важной продукции. Я очень надеюсь, что микроэлектроника станет конкурентоспособной, будет нести в себе что-то новое. Это очень важно всегда, наш президент говорит, что одним из приоритетов России является обеспечение технологического суверенитета. Поэтому мне особенно приятно находиться в кругу тех, кто своими конкретными делами вносит лепту в его достижение. Спасибо вам большое», — сказал глава региона.