Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3414
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
  • 30.07 16:46
Ложь как стратегия: исказить, обмануть, дезинформировать
  • 30.07 16:44
  • 0
Лев Вершинин прокомментировал инцидент с дроном в Минске
  • 30.07 12:03
  • 9796
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 30.07 08:56
  • 13
В Госдуме высказались о судьбе авианосца «Адмирал Кузнецов»
  • 30.07 05:14
  • 1
"Провокация с двух направлений". Реальны ли угрозы НАТО для Калининграда
  • 30.07 03:39
  • 37
"Главное - не зарабатывать новых долгов"
  • 30.07 02:59
  • 0
О поколениях подводных лодок
  • 30.07 00:09
  • 1
Разница поколений: Путин оценил мощь атомных подлодок ВМФ РФ
  • 29.07 22:43
  • 488
Претензии к администрации сайта
  • 29.07 22:09
  • 0
По поводу "Наверстать упущенное: истребитель Су-35 получил масштабную модернизацию для воздушного боя (Military Watch Magazine, США)"
  • 29.07 21:22
  • 0
Ответ на "Россия только что спустила на воду крупнейший в мире боевой корабль после 26-летней глубокой модернизации (Military Watch Magazine, США)"
  • 29.07 19:47
  • 0
По поводу "На Западе оценили мощь атомных подлодок России"
  • 29.07 18:39
  • 0
По поводу "Отсутствие компромисса"
  • 29.07 15:30
  • 0
Отсутствие компромисса
  • 29.07 15:22
  • 0
Военный эксперт Богодель: Масло в огонь