Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3482
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
  • 11.01 15:26
  • 1
ВМФ разработал подводный беспилотник в форме торпеды
  • 11.01 15:20
  • 1
США выходят из более 60 международных организаций, в том числе из структур ООН
  • 11.01 14:28
  • 13232
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 10.01 22:13
  • 2
О России и Иране - в свете последних событий
  • 10.01 16:43
  • 191
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 10.01 01:36
  • 0
Ответ на "Россия должна ответить силой на захват танкера американцами - Гурулёв"
  • 09.01 21:00
  • 0
Комментарий к "Захват Мадуро Штатами — это удар или возможность для Путина? (Гуаньча, Китай)"
  • 09.01 17:10
  • 22
Отказ от нефти и газа затронет каждого жителя России
  • 09.01 15:14
  • 0
Уникальные технологии ядерного арсенала России – холодный компресс для «оппонентов»
  • 09.01 13:18
  • 2
Алиханов: в РФ создадут линейку авиадвигателей семейства П-35
  • 09.01 10:35
  • 1
Захват Мадуро Штатами — это удар или возможность для Путина? (Гуаньча, Китай)
  • 09.01 07:25
  • 1
Россия должна ответить силой на захват танкера американцами - Гурулёв
  • 09.01 05:30
  • 87
МС-21 готовится к первому полету
  • 08.01 14:58
  • 0
Новая реальность
  • 08.01 13:16
  • 1
«Ростех» сообщил о работе танкостроения РФ над машинами будущего