Ученые из сколтеха придумали «долгую» батарейку

Интернациональная группа исследователей, в состав которой вошли эксперты из Сколтеха, придумали, как сделать работу аккумулятора (а также для смартфонов) более действенной и долговечной.

Ученые придумали, как поменять кристаллическую структуру катода литий-ионной батареи, дабы существенно повысить ее эффективность и продолжить срок работы без ущерба для безопасности. Изучение размещено в респектабельном издании Nature Materials.

Литий-ионные аккумуляторная батареи везде употребляются в качестве главного источника энергии для современной портативной техники — ноутбуков, планшетов, фотоаппаратов и мобильных телефонов. Литий есть переносчиком заряда: в то время, когда батарея заряжается, ионы лития покидают кристаллическую решетку смешанного оксида переходного металла, талантливого изменять собственную степень окисления. В современных батареях употребляется, в большинстве случаев, слоистый оксид лития и кобальта.

Кристаллическая структура слоистого катодного материала LiCoO2

Две главные характеристики литий-ионного аккумулятора – это ёмкость циклов и количество перезарядки (количество лития, покидающего кристаллическую решетку на протяжении заряда и возвращающегося назад при разряде). Неприятность содержится в том, что целый литий ни при каких обстоятельствах не покидает структуру катода (не более 60 процентов). В другом случае возрастает возгорания батареи и вероятность взрыва.

Небесконечно и число циклов перезарядки (энергия, содержащаяся в заряженных аккумуляторная батареях, со временем значительно уменьшается).

Ученые нашли ответ этих неприятностей. Они внесли предложение иное строение кристаллической структуры катодного материала. Хорошая литий-ионная батарея имеет слоистое «строение», в котором слои лития перемежаются со слоями переходного металла и кислорода. В то время, в то время, когда литий покидает собственные позиции, его место занимают ионы переходного металла.

Следовательно, возвратиться обратно он неимеетвозможности — его место уже занято. В следствии падает емкость батареи.

Новая структура аккумулятора предполагает сдвиг слоев относительно друг друга, так, батарея получает каркасное строение и трудится намного стабильнее: энергия практически не теряется. Это разрешает извлечь из нее целый литий при зарядке. Наряду с этим не появляется риска возгорания.

Кристаллическая структура слоистого катодного материала LiCoO2

«Раньше считалось, что емкость литий-ионного аккумулятора определяется трансформацией степени окисления переходного металла, входящего в его состав. В одной из отечественных прошлых работ мы продемонстрировали, что кислород кроме этого может вносить вклад в емкость аккумуляторная батарей, он ее увеличивает благодаря тому, что его степень окисления также изменяется. А в отечественной новой работе мы показали метод применять эту емкость полностью, не опасаясь взрывов, деградации и возгораний материалов», — комментирует доктор наук Центра Сколтеха по электрохимическому хранению энергии Артем Абакумов.

До тех пор пока в качестве «концепта» примера ученые применяли соединение лития с оксидом иридия. Но данный вариант дорогой, исходя из этого массовое его производство неэффективно. Предстоящая цель экспертов — поиск более оптимальных и недорогих металлов.

Случайные записи:

• Ученые-физики создали один из ключевых компонентов будущих систем беспроводной связи терагерцового диапазона
• Премьер госсовета кнр ли кэцян направил приветствие участникам форума «открытые инновации»

Ученый придумал батарейки из микроорганизмов

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Российские ученые доказали, что атомы в металлах отталкиваются, а не притягиваются

  Сотрудники химического факультета московского университета имени М.В. Ломоносова узнали, что для многих димеров металлов характерно отталкивающее…

• Ученые создали самый черный материал на сегодняшний день

  Несколько исследователей из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (King Abdulla University of Science and Technology), Саудовская…

• Ученые создали нановолокна, превосходящие по прочности все композитные материалы

  Созданы сверхпрочные и сверхупругие нановолокна, талантливые заменить все существующие композитные материалы, применяемые везде — от самолетов до…

• В томске ученые придумали зонтик от инсульта

  Томские кардиологи совместно с учеными материаловедения физики и Института прочности и компанией ООО «Ангиолайн» создали зонтичное устройство, которое…