Химики удвоили емкость литий-ионных батарей

Химики удвоили емкость литий-ионных батарей

Сотрудник Высшей технической школы Цюриха Максим Коваленко и его коллеги разработали методику получения нанокристаллов олова, которая позволит почти в два раза увеличить рабочую емкость литий-ионных батарей. Работа химиков опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society, а ее краткое содержание приводит сайт Высшей технической школы.

Химиком удалось подобрать условия выращивания нанокристаллов Sn/SnO2 таким образом, что все получающиеся частицы имеют почти одинаковый размер - разброс составляет не более 10 процентов. При этом, в зависимости от задачи, этот размер можно регулировать в пределах 9-23 нанометров.

В созданной химиками литий-ионной батарее нанокристаллы олова наносятся на анод, где выступают в качестве «губки» для ионов лития. Олово очень хорошо подходит для этой задачи - оно способно связать до четырех ионов металла, однако при этом его собственный объем увеличивается в три раза. Для макроскопических кристаллов такое расширение влечет неизбежное разрушение, поэтому при создании батареи решено было использовать олово именно в форме кристаллических наночастиц.

По словам авторов, использование нанокристаллов не изменяет исходную емкости батареи при первой зарядке, однако спустя всего несколько циклов работы разница между традиционной и «нанокристаллической» батареей становится очень существенной. Так, после 100 перезарядок один грамм материала батареи обладает емкостью в 700 миллиампер в час.

Недавно подобный подход к созданию батарей на основе оловянных анодов был использован другой группой ученых. Вместо нанокристаллов металла химики использовали микроскопические нити, также формирующие губку для впитывания ионов лития.

Литий-ионные батареи являются самым распространенным современным типом аккумулятора электричества. Они широко используются в электронике и к настоящему моменту практически вытеснили другие типы батарей. В качестве альтернативы литий-ионным батареям в настоящее время рассматриваются ионисторы и окислительные топливные элементы на спитре.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Химики создали рекордно устойчивые нанопровода для батареек
Химики из Университета Калифорнии разработали рекордно устойчивые к перезарядке электроды на основе тонких волокон. По словам исследователей, подобный материал для литий-ионных батарей позволит обеспечить сотни тысяч циклов зарядки без падения электрической емкости. Исследование опубликовано в журнале ACS Energy ..
2016-04-21 1969 0 Технология
0
Новые японские батареи увеличат время работы смартфонов
Деловая газета Nikkei сообщила о новой инновационной технологии японских ученых. Компания Shin-Etsu Chemical разработала новейшую технологию производства литий-ионных аккумуляторных батарей. В состав батарей будет входить новый компонент, который увеличит емкость элементов питания ..
2013-08-3 2286 0 Технология
0
Будущие батареи будут работать на сахаре
Исследователи из Токийского научного университета обратили свой пристальный взор на сахар в надежде, что с помощью данного продукта питания наконец-то удастся решить проблему растущих расходов, связанных с созданием литий-ионных батарей. Возможно, ученые обнаружили идеальный компонент для создания ..
2012-10-5 2377 2 Технология
0
Аллерген приспособили в качестве анода для аккумулятора
Ученые предложили использовать пыльцу в литий-ионных аккумуляторах в качестве сырья для создания анодов. Статья была опубликована в журнале открытого доступа Scientific Reports.Чтобы получить материал для электродов, исследователи подвергли пыльцу рогоза и пчелиную пыльцу твердотельному пиролизу в присутствии инертного ..
2016-02-08 1555 0 Технология
0
У литий-ионных батарей появился серьезный конкурент
Ученые из Германии разработали новый тип аккумуляторов, чей принцип работы основан на переносе анионов фтора, сообщает gibra.ru. По сравнению с уже ставшими привычными литий-ионными батареями фторидные обладают намного большей емкостью и на порядок безопаснее. Конструкция новинки аналогична литий-ионным аналогам, но дорогостоящий ..
2011-11-1 3411 0 Технология
1
Литий-ионные аккумуляторы отучат взрываться при перегреве
Ученые из Стэнфордского университета разработали литий-ионные аккумуляторы, способные самостоятельно отключаться при повышении температуры. Исследование опубликовано в Nature Energy.Новый аккумулятор покрыт тонкой полимерной пленкой, в поверхность которой впаяны покрытые графеном наночастицы никеля, которые выступают в роли ..
2016-01-12 1761 0 Технология
0
Литий-серные батареи оказались вдвое лучше литий-ионных
Ученые из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли разработали продвинутые аккумуляторы на основе серы и лития, которые в будущем могут найти применение в смартфонах и планшетниках. Тип литий-серных батарей (Li-S), придуманный компанией Sion Power в 2004 году, превосходил нынешние литий-ионные ..
2013-12-2 3034 0 Технология
0
Твердые литий-серные батареи: дешево и выгодно
Исследователи из Национальной лаборатории Оук-Ридж (ORNL) придумали дизайн для перспективных литий-серных аккумуляторов, которые значительно дешевле и выгоднее, чем стандартные литий-ионные. При использовании твердого электролита, а не жидкого, батарея также становится гораздо безопаснее и прочнее, чем предыдущие модели, сообщает «TG ..
2013-06-8 2011 0 Технология
0
Ученые США доказали: литий-ионные батареи можно значительно усовершенствовать
Журнал Angewandte Chemie опубликовал исследование, согласно которому ученые Университета Мэриленда, Лаборатории армии США и ряда колледжей создали уникальную литий-ионную батарею: она может работать даже после того, как ее разрезали или поместили в воду.Отмечается, что в результате экспериментов разработчики выяснили, ..
2017-11-23 8392 0 Технология
0
Нанокомпозиты увеличат емкость батарей в 10 раз
Команда ученых во главе со специалистами из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории обнаружила новый тип кремний-углеродных нанокомпозитов, из которых можно изготовить электроды, повышающие емкость современных аккумуляторов в 10 раз. Новый электрод позволяет минимум в 5 раз увеличить электрическую мощность батарей и создавать более ..
2012-03-23 3210 0 Технология
3
Tesla подстраховала газовые электростанции большой батареей
Американская компания Tesla Motors 30 января 2017 года ввела в строй аккумуляторную систему хранения энергии, которая призвана компенсировать нехватку электроэнергии, вызванную отключением газовой электростанции. Как пишет The New York Times, батарея емкостью 80 мегаватт-часов заработала в Онтарио ..
2017-01-31 8625 0 Технология
0
Изобретена краска, работающая как аккумулятор
Группа исследователей из Университета Райса (США) придумала новый "форм-фактор" литий-ионного аккумулятора. Он представляет собой ту же батарею, которая используется в смартфонах и ноутбуках, только в сжиженном виде. Обычный литий-ионный аккумулятор по сути является набором из пяти слоев (два электрода, два коллектора ..
2012-07-2 2093 0 Технология
0
Российские ученые создали повышающий скорость зарядки аккумуляторов материал
Химики из Московского государственного университета (МГУ) имени Михаила Ломоносова совместно с зарубежными коллегами создали материал, способный резко повысить скорость зарядки литий-ионных аккумуляторов. Разработка позволяет за 90 секунд зарядить до 75 процентов от первоначальной емкости батареи. Результаты исследований ..
2016-02-17 1758 0 Технология
-2
Создана эластичная литий-ионная батарея
Растягивание источника питания с подключенным в цепь светодиодом. Инженеры Северо-Западного университета создали гибкий литий-ионный источник питания, который способен обратимо растягиваться в три раза, не теряя напряжения и силы тока. Описание устройства опубликовано в журнале Nature Communications, а краткое ..
2013-02-27 1750 0 Технология
0
Разработана новая технология анодов из кремниевых нанотрубок
Кремниевый анод, используемый в батареях, разрушается в течение нескольких циклов из-за воздействия электролита и деформации. Чтобы преодолеть эту проблему, группа исследователей во главе с Йи Кюи (Yi Cui) из Стэнфордского университета (Stanford University) и «SLAC» разработали кремниевые нанотрубки с двойными стенками, которые ..
2012-05-21 2334 0 Технология
0