실리콘 양극이란?

배터리에는 세 가지 특정 부품이 있으며 그 중 하나는 양극입니다. 이 영역에서 전기 장치에 전력을 공급하는 전자가 형성됩니다. 2011 년 현재 흑연 양극은 리튬 배터리에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 실리콘 양극은 전통적인 흑연 양극의 에너지 양을 최대 10 배까지 생산할 수있는 이론적 인 능력을 가지고 있습니다. 주요 문제는 실리콘 양극이 쉽게 분해되어 생성되는 에너지의 양을 줄이고 배터리를 불안정하게 만드는 것입니다. 이것이 실리콘 애노드가 널리 사용되지 않은 이유이다.

소형 AA에서 대형 발전기 배터리에 이르기까지 모든 배터리에는 음극, 전해질 및 양극의 세 부분이 있습니다. 양극은 음전하를 띠며 전자가 쌓이는 곳입니다. 자연이 지시하는대로, 전자는 양극에 의해 생성 된 양전하로 이동하도록 강요된다. 전해질 층은 전자가 캐소드로 직접 들어가는 것을 방지하고, 대신 캐소드에서 멈추기 전에 에너지를 전기 장치를 통해 이동시켜 장치를 켜고 작동시킨다. 이 과정은 모든 배터리 기능을 수행합니다.

리튬을 주 전원으로 사용하는 리튬 배터리에서 흑연은 많은 양의 에너지를 생산할 수 있고 지속적으로 사용할 수있을만큼 내구성이 높기 때문에 양극으로 사용되었습니다. 흑연의 전력은 다른 소스의 전력에 비해 높지만 실리콘이 생산할 수있는 전력의 양으로 제한됩니다. 실리콘은 리튬과 결합 될 때 최대 10 배의 에너지를 생산할 수있어 배터리를 교체하거나 재충전하지 않고도 휴대용 장치와 전기 자동차를 더 오랜 시간 동안 작동시킬 수 있습니다.

실리콘 애노드를 사용할 때의 문제점은 실리콘이 내구성이 낮다는 것이다. 전자가 실리콘 애노드에 의해 생성되어 실리콘 애노드를 통과 할 때, 실리콘은 마모 및 변형의 징후를 나타낸다. 실리콘이 변형 될 때, 규칙적인 충전을 유지할 수없고 에너지 양이 저하된다. 이것은 실리콘이 흑연 양극과 비교할 때 수명이 훨씬 짧지 만 더 높은 전하를 유지할 수 있음을 의미합니다.

이 문제를 우회하기 위해 연구원들은 실리콘 양극에 실리콘 나노 와이어를 사용하고있다. 나노 와이어는 열화없이 에너지를 견딜 수 있습니다. 이러한 유형의 양극은 파열되거나 파손되지 않는 것으로 나타 났으며,이 배터리에 적합한 에너지 원이되었습니다.