Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3406
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
  • 08.07 21:31
  • 2
ISW: Россия массово закупит мотоциклы для наступательных операций
  • 08.07 18:12
  • 12
Путин и отношения с Азербайджаном: фокус на Южном Кавказе (Al Mayadeen, Ливан)
  • 08.07 16:07
  • 9587
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.07 11:54
  • 0
Как изменится опыт игры в VR/AR-пространствах?
  • 08.07 06:48
  • 1
Мантуров: российский ОПК проходит через вторую за 15 лет волну техперевооружения
  • 07.07 17:24
  • 0
Интеграция ИИ с биометрией
  • 06.07 19:52
  • 56
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 06.07 11:23
  • 17
Российские разведывательно-ударные мультикоптеры предложат на экспорт
  • 06.07 11:18
  • 461
Израиль усиливает меры безопасности в связи с опасениями ударов со стороны Ирана
  • 06.07 10:46
  • 6
Новая турецкая малогабаритная крылатая ракета Bayraktar Kemankeş
  • 06.07 10:39
  • 176
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 06.07 07:42
  • 5
Российскую лазерную систему ПВО применят против украинского «Лютого»
  • 06.07 02:19
  • 4
В добавление к "Интеллектуальные способности высших военных командиров"
  • 05.07 18:04
  • 4
Эксперт Кузякин: Украина использует маркетинг для вербовки граждан России
  • 05.07 14:23
  • 11
В США порассуждали о новой роли стареющих штурмовиков A-10