Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3515
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
  • 15.04 02:13
  • 15526
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 15.04 02:12
  • 1078
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 14.04 20:26
  • 0
Комментарий к "Россия вооружается, а Европа угодила в ловушку ПВО (Die Welt, Германия)"
  • 14.04 18:53
  • 1
«Акупунктура» демократии
  • 14.04 16:48
  • 5
Летные испытания самолета Як-130М продлятся до 2028 года
  • 14.04 16:46
  • 2
В Казани впервые показали макет нового самолета Ту-454
  • 14.04 14:29
  • 0
Непослушный вассал Вашингтона и нерукопожатные политики Прибалтики
  • 14.04 08:50
  • 1
В России изучили поврежденный Ираном американский KC-135R
  • 14.04 01:39
  • 1
Зачем в США выдумали «китайское оружие для Ирана»
  • 13.04 18:30
  • 1
Турция вышла на второе место в НАТО по числу строящихся кораблей для ВМС
  • 13.04 18:30
  • 0
Комментарий к "Почему британский флот не решился останавливать фрегаты Путина в Ла-Манше? (The Telegraph UK, Великобритания)"
  • 13.04 18:06
  • 1
Минобороны Финляндии приобрело дополнительные 155-мм самоходные гаубицы K9
  • 13.04 17:42
  • 1
«Нептуны» ВСУ разрушили дома в Брянской области. Что это за ракеты и чем еще Украина бьет по России
  • 13.04 16:15
  • 6
В США назвали Су-57 угрозой для F-35
  • 13.04 13:49
  • 116
МС-21 готовится к первому полету