Forscher des Advanced Technology Institute (ATI) der Universität Surrey im Vereinigten Königreich haben ein neues Design für die Anode von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, das Elektrofahrzeugen eine höhere Energiespeicherkapazität bietet und die Reichweite voraussichtlich erheblich steigern kann. Das Design verwendet eine „vertikal integrierte Silizium-Kohlenstoffnanoröhren“-Struktur (VISiCNT), die eine hohe Energiespeicherkapazität in Silizium-Kohlenstoffnanoröhren-Systemen erreicht und über Hunderte von Ladezyklen eine stabile Leistung beibehält.

Diese neue Lithium-Ionen-Batterie-Anode lässt direkt auf einer Kupferfolie einen dichten Wald aus Kohlenstoffnanoröhren wachsen, der mit einer dünnen Siliziumschicht beschichtet wird. Dies bildet ein flexibles, leitfähiges Gerüst, das effektiv die Ausdehnung absorbieren kann und gleichzeitig die Leistung aufrechterhält. Labortests zeigen, dass diese Anode mehr als 3500 Milliamperestunden pro Gramm speichern kann, was nahe am theoretischen Maximum für Siliziummaterial liegt und weit über der Kapazität der in aktuellen Batterien üblicherweise verwendeten Graphit-Anode (370 mAh/g) liegt. Sie zeigt auch eine bessere Stabilität und Leistung während wiederholter Ladevorgänge.

Silva betonte auch, dass diese Technologie nicht nur Potenzial für Elektrofahrzeuge hat, sondern auch Anwendungsaussichten im Bereich der Netzspeicherung und bei kleinen Batterien für die Mikroelektronik bietet. Er sagte: „Wir freuen uns, eine weitere CNT-Technologie vorzustellen, die auf unserer früheren Forschung zur Entwicklung von VANTA-Black-Materialien durch Surrey NanoSystems Limited aufbaut und die praktischen Auswirkungen der von UKRI geförderten Grundlagenforschung zeigt.“ Dieses neue Design für Lithium-Ionen-Batterie-Anoden bietet eine neue Entwicklungsrichtung für Energiespeichertechnologien und könnte den Fortschritt von Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen vorantreiben.