Войти
КО IT для бизнеса

Магнитное поле увеличивает емкость батарей в три раза

3530
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
  • 02.06 12:45
  • 1
День Северного флота России
  • 02.06 12:33
  • 1
Комментарий к: "Военкор: рассказы про удары по центрам принятия решения - детские страшилки", и сходные тексты.
  • 02.06 12:15
  • 2
ОАК начала поставки Ту-214
  • 02.06 11:19
  • 1
Самый большой корабль ВМФ России начал последний этап испытаний после ремонта
  • 02.06 07:28
  • 1
США намерены заменить «уязвимые» самолёты ДРЛО спутниками Илона Маска с ИИ
  • 02.06 06:33
  • 15972
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 02.06 05:18
  • 0
Комментарий к "В НАТО довольны результатом нового моделирования вторжения России в Литву"
  • 02.06 04:48
  • 342
Космонавтика Илона Маска
  • 02.06 04:35
  • 0
Комментарий к "Новый российский танк получит искусственный интеллект и элементы роботизации"
  • 02.06 02:09
  • 2
Комментарий-2 к "Россия проводит масштабные испытания шести типов ракет с ядерным потенциалом: какую задачу выполняет каждая из них? (Military Watch Magazine, США)"
  • 02.06 01:06
  • 0
Комментарий к "Шеф Пентагона: США найдут способы помочь Украине защитить себя"
  • 01.06 20:52
  • 11
Новая "Нормальность" войны. Директор ЦАСТ Руслан Пухов на Грушинской конференции
  • 01.06 20:25
  • 1
Африканский корпус обзавёлся полноценной авиагруппой
  • 01.06 20:17
  • 1
Тактика "тысячи порезов". Что происходит в зоне СВО
  • 01.06 19:55
  • 3
Новая российская подводная лодка с ядерными торпедами будет искать бреши в подводной обороне США (Asia Times, Гонконг)