Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3577
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
  • 14.08 09:16
  • 136
МС-21 готовится к первому полету
  • 14.08 07:02
  • 0
Комментарий к "Ильин как новый духовный ориентир: разбираем, какие идеи философа актуализируют сегодня и почему они вызывают споры"
  • 14.08 01:14
  • 0
Могут ли ВВС преодолеть современную ПВО? И имеет ли смысл делать это?
  • 13.08 12:30
  • 1
Командующий ВВС заявил о почти полном обновлении парка авиации России
  • 13.08 12:14
  • 1
Глава «Калашникова» назвал лучшее средство для уничтожения БПЛА в небе России
  • 13.08 12:02
  • 2
Путин поручил флоту наказать Европу за пиратство
  • 13.08 11:41
  • 1
Летчик Су-35С в одном воздушном бою уничтожил сразу два украинских Су-27
  • 13.08 11:16
  • 2
Начались поставки серийных двигателей ПД-8 для самолетов SJ-100
  • 13.08 09:16
  • 1
«Стал перехватчиком дронов»: в западной прессе оценили Ка-52 с новым оружием
  • 13.08 05:05
  • 0
Комментарий к "«Великороссы не славяне»: что Карл Маркс говорил про русских"
  • 13.08 02:25
  • 0
Комментарий к "Почему Гражданскую войну в России начали не белые и не красные"
  • 12.08 22:12
  • 1
Комментарий к "Православный взгляд на спорт: оценки священников и эпизод с публикацией Бориса Корчевникова"
  • 12.08 17:13
  • 16372
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 11.08 23:20
  • 0
Комментарий к "JAS 39 Gripen против Су-35: кто победит в будущем противостоянии в небе над Украиной? (The National Interest, США)"
  • 11.08 17:54
  • 0
Комментарий к ""Сталин равен Гитлеру": как фальсифицируют коммунизм ради защиты капитала"