Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3507
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
  • 24.03 23:18
  • 15085
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 24.03 21:00
  • 798
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 24.03 19:34
  • 4
Нужна ли России морская авиация, и, если да, то какая?
  • 24.03 11:46
  • 1
Трамп неожиданно заявил, что армия США временно прекращает атаковать Иран
  • 23.03 22:40
  • 0
Комментарий к "Почему Россия не может создать конкурентоспособный автомобиль, но производит лучшие в мире истребители?"
  • 23.03 21:06
  • 0
Комментарий к "Пехота ВСУ меняет свою тактику"
  • 23.03 14:38
  • 26
Мультизадачная гиперзвуковая БРСД на "стэлс" платформах, как условие неядерного сдерживания
  • 23.03 04:35
  • 1
Пехота ВСУ меняет свою тактику
  • 23.03 04:14
  • 3
ЦАМТО: союзники США заняли выжидательную позицию после призыва Трампа отправить корабли в Персидский залив
  • 23.03 01:59
  • 1
Бортников заявил о способности России привести в чувства спецслужбы Украины
  • 23.03 01:47
  • 1
Комментарий к "Главком ВМФ: заменим все устаревшие многоцелевые АПЛ на современные "Ясени""
  • 22.03 20:12
  • 0
Комментарий к "Путин: российские оборонные наработки еще пригодятся"
  • 21.03 22:34
  • 0
Комментарий к "Названы российские подлодки 2050-х"
  • 21.03 21:16
  • 0
По поводу "Что было бы, если Российская империя продолжала бы существовать".
  • 21.03 19:40
  • 0
Что было бы, если Российская Империя продолжала бы существовать? (литературный ответ)