Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3500
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
  • 01.03 22:08
По поводу "СВОЕВРЕМЕННЫЕ СПОРЫ"
  • 01.03 20:34
  • 161
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 01.03 19:01
  • 14758
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 01.03 07:47
  • 0
Не в тему сайта, но все-таки не совсем off-top. Комментарий к "Почему в России хоккей честнее и сильнее футбола?"
  • 01.03 03:33
  • 0
В связи с происходящим: комментарий на "Сначала выведут из строя ПРО Москвы: Готов план удара по России. В ответ – ядерный взрыв у берегов Британии?"
  • 01.03 01:23
  • 1
Комментарий к "Рютте: НАТО нужно увеличить мощность ПВО в пять раз"
  • 28.02 21:05
  • 0
Комментарий к "Вмятины на атомных подлодках ВМФ России объяснили"
  • 28.02 20:09
  • 0
Комментарий к "В США ужаснулись Ирану в «безвыходном положении»"
  • 28.02 15:48
  • 1
Российский 350-нм фотолитограф оценили в 500 млн рублей
  • 28.02 07:02
  • 0
Комментарий к "Запад растранжирил годы, которые нам пожертвовала Украина (The Times, Великобритания)"
  • 27.02 11:45
  • 1
Забудьте о Гренландии: на этом арктическом острове НАТО Россия уже обосновалась (The Wall Street Journal, США)
  • 27.02 09:07
  • 102
МС-21 готовится к первому полету
  • 27.02 07:24
  • 1
В США оценили крупнейшие танковые силы в мире
  • 27.02 06:59
  • 0
Комментарий к "США обозначили угрозу с воздуха в будущем"
  • 27.02 02:15
  • 1
США обозначили угрозу с воздуха в будущем