تولید آند از جنس نانوالیاف سیلیکونی برای باتری یون لیتیم

محققان با استفاده از الکتروریسندگی، نانوالیافی از جنس سیلیکون تولید کردند. سپس با استفاده از بخار منیزیم موفق به ایجاد شبکه‌ای اسفنجی از این نانوالیاف شدند. ساختار به‌دست آمده می‌تواند به‌عنوان آند در باتری‌های یون لیتیم مورد استفاده قرار گیرد.

پژوهشگران موفق به تولید نانوالیاف سیلیکونی شدند که می‌تواند در ساخت باتری‌ خودروهای الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد. این گروه تحقیقاتی ماده‌ای شبیه به کاغذ ساختند که برای تولید باتری‌های یون لیتیم مناسب است. با استفاده از این ماده می‌توان انرژی ویژه ذخیره شده در باتری و همچنین مقدار انرژی تولید شده در هر واحد وزنی باتری را چند برابر افزایش داد. در ساخت این ماده کاغذ مانند از نانوالیاف اسفنجی شکل سیلیکون که صد برابر نازکتر از تار موی انسان است استفاده شده‌است.
این نانوالیاف با استفاده از روشی موسوم به الکتروریسندگی تولید می‌شوند. در این روش، ولتاژی در حدود ۲۰۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ ولت میان یک غلطک و یک سوزن نازک اعمال می‌شود. محلول حاوی تترااتیل اورتوسیلیکات از سوزن نازک به سوی غلطک اسپری می‌شود. تترااتیل اورتوسیلیکات ترکیبی شیمیایی است که در صنعت نیمه‌هادی به وفور استفاده می‌شود. نانوالیاف تولید شده در معرض بخار منیزیم قرار داده می‌شود تا ساختار الیاف سیلیکونی به شکل اسفنج ایجاد شود.
آندهای باتری یون لیتیم به‌صورت معمول از فویل‌های مس دارای پوشش گرافیتی تولید می‌شود. از آنجایی که گرافیت دارای محدودیت‌هایی است، محققان برای افزایش ظرفیت باتری از ماده دیگری نظیر سیلیکون استفاده کردند که ظرفیت بالایی داشته و همچنین نسبت بار الکتریکی به وزن آن در باتری ۱۰ برابر بیشتر از گرافیت است.
مشکل اصلی سیلیکون، متورم شدن و در نتیجه زوال سریع ساختاری آن است. نانوالیاف سیلیکون تولید شده توسط این گروه، مشکل تورم نداشته و می‌تواند بدون هیچ مشکل ساختاری، صدها بار شارژ/دشارژ شود.