Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3451
0
+6
Микроструктурные электроды нового типа литий-ионного аккумулятора
Микроструктурные электроды нового типа литий-ионного аккумулятора. Источник: rnd.cnews.ru.
Источник изображения: rnd.cnews.ru

В швейцарском Институте Поля Шеррера (PSI) и Высшей технической школе Цюриха (ETH Zurich) разработали простую и недорогую процедуру, позволяющую значительно улучшить производительность обычных литий-ионных аккумуляторов. Она подходит для батарей всех размеров — для часов, смартфонов, ноутбуков и автомобилей — увеличивает их емкость и сокращает время зарядки.


Достичь это авторам, опубликовавшим статью о своём изобретении в журнале Nature Energy, удалось не обращаясь к новым материалам, а более полно реализуя потенциал уже имеющихся — оптимизировав графитовый анод литий-ионной батареи.


Графит состоит из спрессованных слоев. При зарядке-разрядке батареи ионы лития должны просачиваться сквозь эту плотную массу в обоих направлениях. Для этого им приходится находить обходные пути, что снижает производительность батареи.


Избавиться от этого недостатка можно, если на стадии изготовления выстроить эти слои вертикально: перпендикулярно поверхности анода, ориентированными в направлении катода.


Для этого ученые ETH Zurich адаптировали технологию, применяемую в производстве синтетических композитных материалов. Графитовые хлопья покрывали наночастицами оксида железа, чувствительными к магнитному полю, а затем смешивали их с этиловым спиртом. На полученную взвесь уже намагниченных хлопьев воздействовали внешним полем интенсивностью 100 миллитесла (примерно как магнит бытового холодильника). Вращая такой магнит инженеры смогли ориентировать все пластинки графена параллельно друг-другу и вертикально, как книги на полке. Образующаяся формация сводит к минимуму длину пути диффузии ионов лития.


Изображения, полученные с помощью микроскопа, показали, что если магнитное поле не отключать в процессе высыхания суспензии, пластинки сохраняют новую ориентацию. Остающиеся в аноде наночастицы оксида железа не оказывают никакого воздействия на функции батареи.


В лабораторных условиях оптимизация анода позволила авторам добиться трехкратного роста емкости. В коммерческих батареях из-за их более сложной конструкции выигрыш должен быть скромнее, порядка 30-50%, но дальнейшие эксперименты могут улучшить этот предварительный прогноз. Интересно, что эта технология переносится и на другие конструкции батарей с анодом и катодом, включая натрий-ионные.

Права на данный материал принадлежат КО IT для бизнеса
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 05.11 20:48
  • 5
Российский проект СТР-40ДТ: новая жизнь самолета Як-40
  • 05.11 19:23
  • 11322
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 05.11 18:39
  • 1
Человек с «админкой бога»
  • 05.11 17:40
  • 1
Нидерланды продали Румынии 18 истребителей F-16 по символической цене
  • 04.11 07:18
  • 15
"Цифровая война" - новая реальность
  • 04.11 00:29
  • 63
МС-21 готовится к первому полету
  • 03.11 21:11
  • 1
В США жителям Чикаго дали совет при подлете российской ядерной «Булавы»
  • 03.11 19:17
  • 13
Основатель Amazon объявил о создании тяжелой космической ракеты
  • 03.11 19:12
  • 333
Космонавтика Илона Маска
  • 03.11 18:04
  • 3
ГРЦ Макеева начнет работу по созданию многоразовой ракеты-носителя "Корона" в 2023 году
  • 03.11 17:17
  • 0
Запад, как обычно, стреляет сразу по двум зайцам
  • 03.11 06:44
  • 3
О росте производства в богоспасаемой империи св. Николая II
  • 02.11 13:39
  • 178
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 01.11 02:30
  • 0
Ответ на ""Цифровая война" - новая реальность"
  • 31.10 19:12
  • 0
Комментарий к "Стало известно о сценарии ядерного «второго удара» России"