Raziskave ameriških znanstvenikov lahko prinesejo temeljni preboj v izdelavi polprevodniških baterij. Uspelo jim je preprečiti pojav, ki takšne baterije postopoma uničuje. Sedanje litij-ionske baterije z grafitnimi anodami bi lahko v bližnji prihodnosti nadomestile silicijeve litijeve kovinske baterije.

"Litijeve kovinske anodne baterije veljajo za sveti gral baterij, ker imajo desetkrat večjo zmogljivost kot komercialne baterije in bi lahko bistveno razširile doseg električnih vozil," je dejal Šin Li, izredni profesor za raziskave materialov na Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). "Naša raziskava je pomemben korak k bolj praktičnim polprevodniškim baterijam za industrijsko in komercialno uporabo," je dodal.

Izjemno hitro polnjenje

Ekipi znanstvenikov je uspelo odpraviti največjo težavo tovrstnih baterij. To so tako imenovani dendriti, ki nastanejo na površini litijeve anode. Te mikroskopske usedline kovine rastejo kot korenine v elektrolit, kar ustvarja nevarnost preboja pregrade med anodo in katodo, kar lahko povzroči kratek stik ali celo požar. Dendriti postopoma zmanjšujejo kapaciteto baterije in upočasnjujejo polnjenje. Lijeva ekipa se je odločila za uporabo mikronskih delcev silicija na anodah. "V kemiji se kovinski litij ovije okoli delca silicija, kot se trda čokoladna lupina ovije okoli lešnikov," je dejal Šin Li.

Ti prevlečeni delci ustvarijo homogeno površino, na kateri je gostota toka enakomerno porazdeljena in tako preprečijo rast dendritov. Zaradi tega površina anode ostane gladka, nič ne preprečuje hitrega gibanja ionov med anodo in katodo, kar pomeni tudi hitro polnjenje. Znanstveniki trdijo, da je za polnjenje dovolj deset minut.