Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3524
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
  • 12.05 04:18
  • 15755
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 12.05 03:18
  • 1
Технологический рывок Китая оставит Европу далеко позади
  • 12.05 03:05
  • 1
Военная спираль раскручивается
  • 11.05 23:42
  • 0
Комментарий к "Стало известно об опережении Россией Запада в важном военном аспекте"
  • 11.05 19:21
  • 2
В Китае за коррупцию приговорили к смертной казни двух экс-министров обороны
  • 11.05 11:56
  • 0
Кулуары переговоров
  • 11.05 11:47
  • 0
Европа без США
  • 11.05 02:32
  • 1
Уязвимость кораблей ВМС США в Ормузском проливе связали с проблемой радиогоризонта
  • 11.05 02:21
  • 1
Экс-глава НАТО Расмуссен предупредил о "распаде" альянса и призвал к созданию нового европейского оборонного блока (Politico, США)
  • 11.05 01:56
  • 6
Не линия фронта, а зона смерти. Что можно сделать со всемогущими FPV-дронами?
  • 10.05 05:15
  • 336
Космонавтика Илона Маска
  • 10.05 01:25
  • 0
Комментарий к "Серьезная ошибка текущего перевооружения Европы"
  • 10.05 00:00
  • 0
Комментарий к "Российский ракетный комплекс “Бук-М3” обеспечивает эффективную защиту от американских РСЗО HIMARS (Military Watch Magazine, США)"
  • 09.05 21:48
  • 0
Комментарий к "Если ядерное оружие позволено Ким Чен Ыну — то почему не Ирану? (The Hill, США)"
  • 09.05 16:59
  • 119
МС-21 готовится к первому полету