Наноцепи могут увеличить время автономной работы и скорость зарядки

Источник «ECONET» / фото - «econet.ua» 26.09.2019 10:10

Широкий спрос на электротранспорт, портативную электронику и разнообразные стационарные и сетевые системы хранения энергии привлек значительное внимание к улучшению литий-ионных аккумуляторов, особенно их анодов.

Исследователи из Университета Пердью объявили о прорыве, который может оказать значительное влияние на аккумуляторы будущего. Команда говорит, что время работы батареи телефона или компьютера зависит от того, сколько ионов лития может храниться в материале отрицательного электрода внутри батареи. Когда эти ионы заканчиваются, батарея не может подавать электрический ток.

Материалы с более высокой литий-ионной емкостью обычно слишком тяжелые или имеют неправильную форму, чтобы заменить графит в современных батареях. Но ученые и инженеры Университета Пердью нашли новый способ структурирования этих материалов в электрод, который может увеличить время работы батареи, сделать ее более стабильной и сократить время зарядки.

Прорыв, сделанный исследователями, представляет собой новую сетчатую структуру, называемую «наноцепь» сурьмы. Сурьма - это металлоид, который, как известно, увеличивает литий-ионную зарядную емкость в батареях. Ученые сравнили наноцепной электрод с графитированными электродами и обнаружили, что, когда батарея типа «таблетка» с наноцепным электродом заряжалась всего 30 минут, она имела удвоенную литий-ионную емкость в течение 100 циклов зарядки-разрядки.

Команда исследователей отмечает, что некоторые коммерческие батареи уже используют углерод-металлический композит, который похож на отрицательные электроды из сурьмы. Однако эти материалы имеют тенденцию увеличиваться в размерах в 3 раза по сравнению с ионами лития, создавая угрозу безопасности при зарядке батареи.

Ученые смогли разработать частицу сурьмы, которая использовала форму наноцепи, соответствующую требуемому расширению. Наноцепь сохраняет литий-ионную емкость стабильной как минимум в течение 100 циклов зарядки-разрядки. Ученые отмечают, что «от цикла 1 к циклу 100 практически нет изменений». Один из ученых этого проекта отметил, что у них даже нет оснований полагать, что дальнейшие циклы еще больше уменьшат состояние заряда.

Новость на сайте «ECONET» / Интересные / 2019-09-26T10:10:00+03:00 / 306

Другие новости / Интересные

Интересные