Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3474
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
  • 19.12 09:29
  • 12311
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 19.12 05:33
  • 1
Почему территориальный вопрос станет ключевым в мирном соглашении по Украине? (Bloomberg, США)
  • 19.12 00:35
  • 0
Комментарий к "С-500: ответ России на угрозу F-22, F-35 и B-21 Raider (National Security Journal, США)"
  • 18.12 19:23
  • 187
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 18.12 19:14
  • 3
Первый коммерческий заказчик новых Ту-214 выбирает Суперджет и Ил-114-300
  • 18.12 18:22
  • 1
Белоусов рассказал о работе над созданием военно-строительных частей
  • 18.12 07:22
  • 0
Комментарий к "Названа уникальность российской ракетной системы С-500"
  • 18.12 05:59
  • 6
О роли ПВО в СВОйне - сейчас, и на ближайшую (год-два) перспективу.
  • 18.12 05:54
  • 0
Комментарий к "Два стратегических ракетоносца Ту-160М пополнили состав ВКС РФ в 2025 году"
  • 18.12 04:36
  • 0
Комментарий к "Американские Patriot научили трюку российских С-300"
  • 18.12 03:08
  • 0
Вопросы к "ВМС США подготовят к борьбе с российскими «Антеями»"
  • 18.12 02:51
  • 5
В РФ появится линия по производству чипов, которая к моменту создания устареет
  • 18.12 02:24
  • 0
Об объектовой и войсковой ПВО - в свете некоторых форумных сообщений.
  • 17.12 23:11
  • 0
Комментарий к "В США указали на место ВМФ России в мире"
  • 17.12 22:07
  • 3
Отлегло - «Варшавянка» цела, но есть ли гарантии, что противник удар не повторит