Інститут систем сонячної енергії Фраунгофера в Німеччині представив результати проєкту StrOboBatt, у межах якого випробували нові батареї для електромобілів, авіаційної техніки та стаціонарних накопичувачів енергії. Дослідники зосередилися на елементах з кремнієвими анодами, які мають замінити звичний графіт.
За теоретичними розрахунками кремній здатен накопичувати приблизно в десять разів більше заряду, ніж графіт, з якого зараз роблять аноди більшості батарей. Проблема таких елементів полягає в тому, що вони швидко втрачають ємність з часом. Щоб це перевірити, інженери зібрали пакетні елементи ємністю 25 ампер-годин із сорока шарів на основі комерційних електродних фольг. Анод складався з графіту і кремнієво-вуглецевого композиту, а катод виготовили з оксиду нікелю, марганцю й кобальту з високим вмістом нікелю.
Елементи пройшли понад тисячу повних циклів заряджання і розряджання. Науковці перевірили також, як на їхню довговічність впливає зовнішній тиск під час заряджання. За тиску 1000 кілопаскалів елементи зберегли понад 83% початкової ємності навіть після більш ніж тисячі циклів. За слабшого тиску, 300 кілопаскалів, ємність падала помітніше.
Енергетична щільність випробуваних зразків сягнула 280 ват-годин на кілограм, хоча це були неоптимізовані дослідні елементи. За прогнозом інституту, у промисловому виконанні показник може зрости до 330 ват-годин на кілограм. Керівник групи з виробництва батарейних елементів Фраунгофера Марк Кісслінг зазначив, що саме тиск суттєво впливає на те, як поводяться елементи за багаторічної експлуатації.