Neues Hybridmaterial verbessert die Leistung von Silizium in Lithium-Ionen-Batterien

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Neues Hybridmaterial verbessert die Leistung von Silizium in Lithium-Ionen-BatterienForscher an der Universität von Ostfinnland haben ein neues Hybridmaterial aus mesoporösen Silizium-Mikropartikeln und Kohlenstoff-Nanoröhren entwickelt, das die Leistung von Silizium in Li-Ionen-Batterien verbessern kann.

Fortschritte in der Batterietechnologie sind für eine nachhaltige Entwicklung und für die Erreichung der Klimaneutralität unerlässlich.Staaten und Unternehmen weltweit suchen eifrig nach neuen und nachhaltigen Technologien, um Klimaneutralität in jedem Bereich der Gesellschaft zu erreichen, vom Transport über die Produktion von Verbrauchsgütern bis hin zur Energieerzeugung.

Sobald grüner Strom erzeugt wurde, muss er gespeichert werden, bevor er in tragbaren Anwendungen verwendet werden kann.

In diesem Schritt spielt die Batterietechnologie eine wesentliche Rolle, um den Verbrauch grüner Energie zu einer tragfähigen Alternative zu machen.In Zukunft wird Silizium nach und nach Kohlenstoff als Anodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) ersetzen.

Diese Entwicklung wird durch die Tatsache angetrieben, dass die Kapazität von Silizium zehnmal höher ist als die Kapazität von Graphit, das heute als Anodenmaterial in LIBs verwendet wird.

Durch die Verwendung von Silizium in der Anode lässt sich die Kapazität der gesamten Batteriezelle sogar verdoppeln.

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Allerdings steht Silizium aufgrund seiner instabilen Materialeigenschaften vor großen Herausforderungen in der Batterietechnologie.

Außerdem gibt es bisher keine Technologie, um machbare Anoden ausschließlich aus Silizium herzustellen.Um den reduzierenden Effekt hoher Aufladungsraten auf die Kapazität von Siliziumanoden zu minimieren, haben Forscher der Universität von Ostfinnland ein Hybridmaterial aus mesoporösen Silizium (PSi)-Mikropartikeln und Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) entwickelt.

Nach Ansicht der Forscher muss das Hybridmaterial durch chemische Konjugation von PSi und CNTs mit der richtigen Polarität realisiert werden, um die Diffusion von Lithium-Ionen in Silizium nicht zu behindern.

Mit der richtigen Art der Konjugation wurde auch die elektrische Leitfähigkeit und mechanische Beständigkeit des Materials verbessert.

Weiterhin waren die im Hybridmaterial verwendeten PSi-Mikropartikel….

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