Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3388
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
  • 16.05 03:05
  • 0
О роли lend-lease'а для СССР в 1942-45 гг.
  • 16.05 02:53
  • 11
Российский сверхзвуковой пассажирский самолет — преемник Ту-144 — будет летать со скоростью 2500 км/ч на расстояние свыше 8500 км
  • 16.05 02:28
  • 8618
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков
  • 16.05 02:22
  • 21
Индия при ударах по Пакистану использовала ракеты SCALP, авиационные бомбы Hammer, барражирующие боеприпасы - СМИ
  • 16.05 02:16
  • 8883
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 16.05 02:03
  • 59
Какое оружие может оказаться эффективным против боевых беспилотников
  • 16.05 01:52
  • 9
КНДР ратифицировала договор о стратегическом партнерстве с Россией - ЦТАК
  • 16.05 01:50
  • 44
Командующий ВВС США в Европе о роли авиации в боевых действиях на Украине
  • 16.05 01:17
  • 4
«Опасная цель». ВСУ пытались атаковать Крымский мост списанными ракетами
  • 16.05 00:48
  • 1479
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 15.05 17:56
  • 214
Конкурента российского Су-75 из Южной Кореи впервые представили на выставке
  • 15.05 17:10
  • 1
«Для действий на линии фронта»: Разработанная для ВС РФ «мини-Герань» пошла в серийное производство
  • 15.05 15:39
  • 2
Проект самолета "Байкал" закрыт - Трутнев
  • 15.05 04:53
  • 1
«Карантин» на Балтике – второй фронт альянса
  • 15.05 01:06
  • 0
Ответ на "Россия изменила правила ведения войны. И НАТО пришлось признать поражение (Business Insider, Германия)"