Сегодня литий-ионные аккумуляторы - "сердце" электромобилей, дронов, портативной электроники. Их емкость уже достигает теоретического предела, а потребность в энергии только растет. Оказывается, что можно преодолеть этот предел, заменив традиционный графитовый анод на кремниевый. У него есть очевидные плюсы: теоретическая емкость почти в десять раз выше, он быстро заряжается, работает при низких температурах и т.д. При этом имеется один, но серьезный недостаток: малый срок службы из-за быстрой деградации анода. Он сильно разбухает, увеличивается в объеме в три-четыре раза, затем сжимается, и аккумулятор выходит из строя.
Решение нашли ученые МФТИ: они поменяли не состав анода, а конструкцию его токосъемной подложки. Вместо сплошного металла они использовали медную фольгу, в которой с помощью лазера сделаны отверстия диаметром от 250 до 500 мкм. Эксперименты показали, что такая замена гораздо дольше сохраняет ресурс аккумуляторов, а конкретно емкость снижается в 4 раза медленнее.
По мнению авторов, для внедрения этой разработки на современных производствах уже сейчас есть все необходимое. Исследование опубликовано в журнале Journal of Composites Science.