ИСТИНА

В настоящее время литий-ионные аккумуляторы – самый распространенный тип аккумуляторов, в частности, для мобильных устройств. Поэтому работы по их усовершенствованию не прекращаются. Создание же литиевых аккумуляторов натолкнулось на принципиальные трудности, прежде всего связанные с подбором анода. Новые материалы для Li-ion аккумуляторов необходимы для устранения недостатков электродов, улучшения их проводимости, уменьшении деградации емкости при циклировании, особенно при повышенных температурах, уменьшения стоимости и массы таких батареек при сохранении или улучшении прежней ёмкости, а также предотвращения протекания вторичных нежелательных реакций с образованием оксидов лития, а также предотвращении образования дендритов. Одним из перспективных направлений развития литий-ионных аккумуляторов является использование кремния в качестве анодного материала. Это вызвано тем, что кремний обладает рекордной емкостью по обратимому внедрению лития. Кроме того, кремний является вторым по распространенности элементом на Земле и самым распространенным в природе полупроводником, составляющим почти по 30% земной коры. Наиболее богатый литием интерметаллид имеет состав Li4,4Si (Li22Si5)- т.е. на один атом кремния, теоретически, может внедриться 4,4 атома лития (когда как в углероде, на шесть атомов углерода, может внедриться только один атом лития). Это объясняет столь высокую теоретическую удельную емкость Li-ion аккумуляторов на основе кремния-4200 мАч/г. Подобная ёмкость значительно превышает значение этой же величины для металлического лития (3600 мАч/г) и тем более графита (372 мАч/г). Основным недостатком кремниевых анодов, является тот факт, что при внедрении лития в кремний (так же, как и в алюминий, олова и большинство других матриц) происходит сильное, почти трехкратное, увеличение удельного объема, приводящее к разрушению электрода. Большое увеличение удельного объёма кристаллического кремния при внедрении достаточно большого количества лития и, как следствие, разрушение анода в процессе циклирования, долгое время считалось непреодолимым препятствием для использования этого материала в качестве активного вещества отрицательного электрода . Именно поэтому данная проблема является актуальной. Кроме того, разработка электрохимических устройств с твердыми полимерными электролитами (ТПЭ) в настоящее время является одним из наиболее перспективных направлений в этой области.