Le cadre (a) montre un schéma du Nanonet, une structure en treillis de disiliciure de titane (TiSi2) recouverte de particules de silicium (Si) pour former le composant actif pour le stockage lithium-ion. Une vue microscopique (b) du revêtement de silicium sur les Nanonets. La cristallinité (c) du noyau Nanonet et du revêtement Si. La cristallinité de TiSi2 et Si (mis en évidence par la ligne rouge en pointillés) est montrée dans une image résolue en réseau (d) de la microscopie électronique à transmission. Crédit : lettres nano
Une minuscule structure en titane ressemblant à un échafaudage de Nanonets recouverts de particules de silicium pourrait ouvrir la voie à plus rapidement, des batteries Lithium-ion plus légères et plus durables, selon une équipe de chimistes du Boston College qui a développé le nouveau matériau d'anode à l'aide de la nanotechnologie.
Les nanonets de type Web développés dans le laboratoire du professeur adjoint de chimie Dunwei Wang offrent une résistance structurelle unique, plus de surface et plus de conductivité, qui a produit un taux de charge/recharge cinq à 10 fois supérieur à un matériau d'anode lithium-ion typique, un composant commun dans les batteries pour une gamme d'électronique grand public, selon les résultats publiés dans l'édition en ligne actuelle de la revue American Chemical Society Lettres nano .
En outre, les Nanonets se sont avérés exceptionnellement durables, montrant une baisse négligeable de la capacité pendant les cycles de charge et de recharge. Les chercheurs ont observé une moyenne de 0,1% de perte de capacité par cycle entre le 20e et le 100e cycle.
« Alors que les chercheurs poursuivent la prochaine génération de technologie de batterie lithium-ion rechargeable, une prime a été mise sur l'augmentation de la puissance et une plus grande durée de vie de la batterie, " a déclaré Wang. " Dans ce contexte, l'appareil Nanonet fait un pas de géant vers ces deux objectifs et nous donne un matériau d'anode supérieur."
Les batteries lithium-ion sont couramment utilisées dans les appareils électroniques grand public. Ce type de batterie rechargeable permet aux ions lithium de se déplacer de l'électrode anodique à la cathode lors de l'utilisation. Lorsqu'il est chargé, les ions se déplacent de la cathode vers l'anode.
La structure et la conductivité des Nanonets ont amélioré la capacité d'insérer et d'extraire des ions lithium du revêtement de silicium particulaire, l'équipe a rapporté. Fonctionnant à un taux de charge/décharge de 8, 400 milliampères par gramme (mA/g) - ce qui est environ cinq à 10 fois supérieur à celui d'appareils similaires - la capacité spécifique du matériau était supérieure à 1, 000 milliampères-heure par gramme (mA-h/g). Typiquement, Les batteries lithium-ion pour ordinateur portable sont classées entre 4, 000 et 12, 000 mA/h, ce qui signifie qu'il ne faudrait qu'entre quatre et 12 grammes de matériau d'anode Nanonet pour atteindre une capacité similaire.
Wang a déclaré que la capacité à préserver le noyau de silicium en titane cristallin pendant le processus de charge/décharge était la clé pour atteindre les hautes performances du matériau d'anode Nanonet. Des recherches supplémentaires dans son laboratoire examineront les performances du Nanonet en tant que matériau de cathode.
