Forskare vid North Carolina State University har skapat en ny flexibel nano-ställning för laddningsbara litiumjonbatterier som kan hjälpa till att få mobiltelefoner och elbatterier att hålla längre.

Forskningen, publicerad i Avancerade material , visar potentialen hos tillverkade ark av inriktade kolnanorör belagda med kisel, ett material med en mycket högre energilagringskapacitet än grafitkompositerna som vanligtvis används i litiumjonbatterier.

"Att sätta kisel i batterier kan ge en enorm kapacitetsökning - 10 gånger större, "sa doktor Philip Bradford, biträdande professor i textilteknik, kemi och vetenskap vid NC State. "Men tillsats av kisel kan också skapa 10 gånger problemen."

En betydande utmaning med att använda kisel är att det sväller när litiumjonbatterier laddas ur. När batterierna cyklar, kisel kan brytas av från elektroden och flyta runt (kallad pulverisering) istället för att stanna kvar, vilket gör batterierna mindre stabila.

När de kiselbelagda kolnanorören var inriktade i en riktning som ett lager av sugrör som läggs från ände till ände, strukturen möjliggjorde kontrollerad expansion så att kislet är mindre benäget för pulverisering, sa Xiangwu Zhang, docent i textilteknik, kemi och vetenskap vid NC State.

"Det finns en enorm efterfrågan på batterier för mobiltelefoner och elfordon, som behöver högre energikapacitet för längre körsträckor mellan laddningar, "Zhang sa." Vi tror att denna kol nanorör ställning potentiellt har förmågan att förändra branschen, även om tekniska aspekter måste utarbetas. Tillverkningsprocessen vi använder är skalbar och kan fungera bra i kommersiell produktion. "