Co je křemíková anoda?

Baterie se dodávají se třemi specifickými částmi, z nichž jedna je anoda. V této oblasti jsou elektrony, které dodávají energii elektrickým zařízením, budovány. Od roku 2011 se grafitové anody nejčastěji používají v lithiových bateriích. Křemíková anoda má teoretickou schopnost produkovat až 10krát větší množství energie než tradiční grafitová anoda. Hlavním problémem je to, že křemíková anoda se snadno rozpadá, což snižuje množství generované energie a činí baterii nestabilní; proto nebyla silikonová anoda běžně používána.

Každá baterie, od malých baterií AA po velké generátorové baterie, má tři části: katodu, elektrolyt a anodu. Anoda je záporně nabitá a je místem, kde se hromadí elektrony. Jak diktuje příroda, jsou elektrony nuceny cestovat do kladného náboje, který je produkován katodou. Vrstva elektrolytu chrání elektrony před přímým vstupem do katody a namísto toho nutí energii, aby se pohybovala přes elektrické zařízení, zapínala zařízení a nechala jej fungovat, než se zastaví na katodě. Je to tento proces, díky kterému každá baterie funguje.

V lithiových bateriích, které používají lithium jako svůj hlavní zdroj energie, byl jako anoda použit grafit, protože dokáže produkovat velké množství energie a je dostatečně odolný pro trvalé používání. Zatímco síla v grafitu je ve srovnání s jinými zdroji vysoká, je omezena na množství energie, kterou může křemík produkovat. Křemík v kombinaci s lithiem může produkovat až 10krát větší množství energie, což by umožnilo přenosným zařízením a elektrickým automobilům běžet delší dobu bez nutnosti výměny nebo dobíjení baterie.

Problém s použitím křemíkové anody je v tom, že křemík má nízkou životnost. Když jsou elektrony produkovány silikonovou anodou a pohybují se v ní, křemík vykazuje známky opotřebení a deformity. Když se křemík deformuje, není schopen udržet pravidelný náboj a množství energie klesá. To znamená, že křemík má mnohem kratší životnost ve srovnání s grafitovou anodou, i když může udržet vyšší náboj.

K překonání tohoto problému vědci používají křemíkové nanočástice pro křemíkovou anodu. Nanočástice je schopna odolat energii bez degradace. Ukázalo se, že tento typ anody se nezlomí ani nezlomí, což z něj činí životaschopný zdroj energie pro tyto baterie.