Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3426
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
  • 09.09 04:44
  • 44
ChatGPT-4 и нейросети (ИИ) спешат на помощь ГШ ВС РФ и Российской армии
  • 09.09 04:33
  • 0
Ответ на "Москва готовится к войне с Западом: В Киеве обратили внимание на российский ВПК"
  • 09.09 03:36
  • 0
По поводу разнообразных "Армат" как ОБТ
  • 09.09 02:57
  • 10459
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 09.09 02:37
  • 1
ОСК сформирует перечень неэффективных верфей
  • 09.09 02:16
  • 1
Bloomberg: Германия купит три БЛА Heron TP у Израиля на сумму 1,2 млрд. долл.
  • 09.09 02:08
  • 1
"Вывести ракету в космос и бабахнуть": чем Россия ответит на отправку войск НАТО на Украину
  • 08.09 21:42
  • 0
Комментарий к "Преимущество китайской «Арматы» показали на видео"
  • 08.09 19:43
  • 0
Ответ на "Прибалтика как плацдарм"
  • 08.09 17:00
  • 1
Россия заново научилась создавать серийные гражданские самолеты
  • 08.09 15:07
  • 0
Прибалтика как плацдарм
  • 08.09 01:32
  • 1
США планируют упростить экспорт тяжелых БЛА большой продолжительности полета
  • 08.09 01:28
  • 2
Фомин обсудил военное сотрудничество с представителем Минобороны Мьянмы
  • 08.09 01:13
  • 1
Братство по оружию: как ОДКБ осваивает массированное применение беспилотников
  • 08.09 00:34
  • 0
Ответ на ""Главный экзамен - война". Почему Китай должен отправить военную технику с парада на СВО"