Uma equipa de investigação da Universidade de Sejong desenvolveu recentemente um ânodo de silício independente, visando resolver o problema de fissuração do silício devido às severas mudanças de volume durante os ciclos de carga e descarga. Os resultados relacionados foram publicados na revista "Advanced Fiber Materials".
A equipa de investigação concebeu um ânodo de silício independente que utiliza nanofibras de carbono como suporte estrutural e esqueleto condutor. Através de uma reação de hidrólise-condensação, o silício forma uma interface Si/SiOx conforme ao longo da rede de nanofibras de carbono. A análise microscópica revelou que a camada contendo silício forma uma casca fina e contínua em torno do núcleo das fibras, mantendo as conexões interfibras e os canais de transporte iónico. Nos testes eletroquímicos, este ânodo de silício independente forneceu uma capacidade específica de 727,1 mAh/g a uma densidade de corrente de 0,1 A/g, mantendo uma taxa de retenção de capacidade de 79,8% após 2000 ciclos a uma alta taxa de 1 A/g. Em uma célula completa emparelhada com um cátodo NCM622, a taxa de retenção de capacidade foi de 91,6% após 300 ciclos, e a resistência à transferência de carga diminuiu com o ciclamento.
O professor Hyun-Woo Yang afirmou: "As nanofibras de carbono não são apenas utilizadas como suporte, mas também como o esqueleto estrutural e condutor do ânodo de silício independente." O professor Sun-Jae Kim acrescentou: "Os ânodos de silício têm sido limitados há muito tempo pela degradação estrutural durante os ciclos repetitivos. Esta investigação propõe um novo caminho para superar este problema."
O design do ânodo de silício independente é adequado para cenários que requerem carregamento rápido e longa vida útil de ciclos, como veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia.
Mais informações: Autores: Hyeon-Woo Yang et al., Título: "CNF-supported Si freestanding anode with a conformal particulate Si/SiOx interface for high-rate and long-life Li-ion batteries", Publicado em: "Advanced Fiber Materials" (2026).
