Cực âm Li-ion silicon-graphene giữ lại 98% dung lượng sau 2.000 chu kỳ sử dụng

Các nhà khoa học tại Đại học Tel Aviv đã phát triển một điện cực âm silicon-graphene mới cho pin lithium-ion bằng quy trình laser một bước, đồng thời tổng hợp và tiền lithium hóa các hạt nano silicon trong ma trận graphene dẫn điện. Phương pháp trạng thái rắn ở điều kiện môi trường này sử dụng các muối lithium phổ biến và các tiền chất đơn giản, loại bỏ các bước chế tạo phức tạp và không cần kim loại lithium phản ứng. Vật liệu thu được có cấu trúc lõi-vỏ gồm các hạt nano silicon được lithium hóa một phần, phủ lớp lithium silicate, nhúng trong khung graphene xốp do laser tạo ra, giúp ổn định các giao diện và giảm thiểu sự giãn nở thể tích — giải quyết các thách thức chính đã hạn chế hiệu suất của điện cực silicon. Thử nghiệm cho thấy điện cực silicon-graphene giữ được hơn 98% dung lượng sau hơn 2.000 chu kỳ sạc ở mật độ dòng cao (5 A g⁻¹), với hiệu suất coulomb ban đầu trên 97% và dung lượng vượt quá 1.700 mAh/g. Điện cực cũng thể hiện khả năng sạc siêu nhanh, duy trì 63% dung lượng ở 10 A g