Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3492
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
  • 08.02 13:56
  • 14035
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.02 08:34
  • 6
ОАК, S7 и ГТЛК подписали меморандум о поставке 100 самолетов Ту-214
  • 08.02 08:17
  • 2
Комментарий к "В России призвали вернуть поезда с ядерными ракетами"
  • 07.02 20:01
  • 0
Комментарий к "В России признали опасность новой гонки вооружений с США"
  • 07.02 17:57
  • 0
Комментарий к ""Вытеснить Россию из Черного моря": в США раскрыли детали плана по Украине"
  • 07.02 14:00
  • 35
Украина получит два 35-мм зенитных артиллерийских комплекса Rheinmetall Skynex
  • 07.02 08:02
  • 0
Комментарий к "Российские истребители большой дальности перешли на наступательную конфигурацию вооружения для полетов вблизи воздушного пространства НАТО (Military Watch Magazine, США)"
  • 07.02 05:29
  • 0
Комментарий к "«Немедленного ухудшения все же не произойдет». Эксперты об истечении ДСНВ"
  • 07.02 03:36
  • 0
Комментарий к "Чем грозит миру и Китаю распад последнего ядерного соглашения между Вашингтоном и Москвой (South China Morning Post, Гонконг)"
  • 07.02 02:06
  • 0
Комментарий к "Конец эпохи ядерных ограничений. Что будет после завершения Договора СНВ-3"
  • 06.02 19:18
  • 0
Комментарий к "В США российский Т-72 назвали лучшим танком на Земле"
  • 06.02 18:41
  • 2
Ракету Х-22 "Буря" - ужас украинской ПВО заменят на Х-МЦ
  • 06.02 18:13
  • 2
Глава РАН Красников сообщил о развитии «роев» БПЛА в России
  • 06.02 16:01
  • 1
ПД-8 укрепил авиационный суверенитет России
  • 05.02 19:13
  • 0
Комментарий к "В США предложили «спасение» для российского ПАК ДА"