Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"

Всё об экологии ищите здесь:

   
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама


Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная Информация / Info Инновации / New! Красный фосфор позволит в 10 раз увеличить ёмкость литиевых батарей

Красный фосфор позволит в 10 раз увеличить ёмкость литиевых батарей

Красный фосфор позволит в 10 раз увеличить ёмкость литиевых батарей

Учёные из Аргоннской национальной лаборатории добились прогресса в создании литийионных аккумулятора с увеличенной емкостью. Новая разработка обещает десятикратно увеличить энергетическую ёмкость анодного материала и привести к появлению более ёмких, чем сегодня, аккумуляторов.

Современные литийионные батареи используют анод из графита. Это стабильный в условиях батареи материал. Он не растрескивается даже после 1000 циклов заряда и разряда, хотя каждый такой цикл сопровождается насыщением графитового анода литием и его последующей отдачей. И всё бы хорошо, только графит обладает сравнительно невысокой энергетической ёмкостью.

Для постепенного повышения ёмкости литийионных батарей нужны новые материалы для анода. В качестве таких материалов рассматриваются два наиболее перспективных ― это кремний и фосфор. Каждый из них имеет теоретическую энергетическую емкость, по крайней мере, в 10 раз большую, чем графит. Аноды из кремния уже не кажутся фантастикой и даже обещают попасть в коммерческие продукты не позже, чем через пять лет. Но исследователи из Аргоннской национальной лаборатории не доверяют этому материалу.

По словам американских учёных, у кремния две глобальные проблемы как у материала для анодов в литийионных батареях. Во-первых, кремний подвержен расширению при насыщении литием и обратному сокращению при его отдаче, а это ведёт к разрушению структуры анода и к потере ёмкости.

Во-вторых, у кремния низкая кулоновская эффективность (отношение запасённой/отдаваемой энергии к полученной от зарядного устройства). Этот показатель для батарей с анодом из кремния менее 80 %, тогда как для коммерческой продукции он должен быть выше 90 %. Остаётся фосфор, и на этом направлении наметился прорыв.


Изображение изменения размеров и фазового состояния частичек анода из фосфора в процессе заряда, разряда и в нейтральном состоянии (Argonne National Laboratory / Guiliang Xu)

Учёные сначала сделали композитный анод с использованием частиц чёрного, а затем и красного фосфора. Частицы фосфора измельчаются до микрометрового размера и затем соединяются с такими же по размеру частицами углерода. Полученный материал показал кулоновскую эффективность свыше 90 %, что открывает композитному аноду путь к коммерческому производству.

От использования чёрного фосфора решено отказаться по экономическим соображениям, хотя у него электронная проводимость выше, чем у красного фосфора. Зато сравнительная дешевизна получения красного фосфора обеспечит хорошее сочетание стоимости и ёмкости для литийионных аккумуляторов на композитных анодах. Осталось только найти производителя, который готов начать сотрудничество с учёными, чем сейчас последние и занимаются. Пожелаем им удачи. Нам нужны более ёмкие и не такие дорогие аккумуляторы.

Источник:

материалыкрасныйэнергии 

30.07.2020, 443 просмотра.


Нравится

ИННОВАЦИОННЫЙ КАНАЛ
01.04.2021 21:39:22

Галактический интернет изобрёл Макконе / На смену радио придёт эффект линзирования звёзд

Человечество может создать галактический интернет, если использует в качестве линз Солнце и другие звёзды.

Интернет, галактика, Звезды

08.02.2021 23:01:16

Ядерный конфликт - глазами ученых/ Памяти Н.Н.Моисеева /День российской науки

В феврале 2000-го года ушел из жизни выдающийся ученый и основатель нашего журнала Никита Николаевич Моисеев. Публикуем статью написанную его учеником — Владимиром Александровым, по следам событий 1983 года, когда группа советских ученых была приглашена вместе со своими американскими коллегами выступить в сенате США и официально засвидетельствовать прогнозы о климатических и других глобальных последствиях ядерной войны.Никогда — ни до, ни после этих событий, российских ученых не приглашали давать официальные показания в высшем законодательном органе США.

конфликт, день науки, Н.Н.Моисеев

15.01.2021 00:30:28

Что такое органическое сельское хозяйство?

Доклад «Органическое сельское хозяйство в странах Евразийского экономического союза: состояние и перспективы»

доклад, сельское, хозяйство

30.12.2020 20:01:00

Точное расстояние от Земли до звёзд измерено - решение задачи тысячелетия открыло новую проблему/Ускорение Вселенной слишком велико

В декабре человечество, наконец, получило то, чего ученые-астрономы ждали почти вечность: точное расстояние от Земли до звезд. Однако, как часто бывает в науке, новые данные породили предположение о наличии ранее неизвестной загадки, решение которой может стать «открытием века».

человечество, расстояние, Земля

30.04.2020 15:21:53

Пандемия метаболических болезней/ Пробелы нашего знания

Гиперурикемия – показатель нарушения биологических функций эндоэкологии и адаптации, биологических реакций экскреции, воспаления и артериального давления

пандемия, давления, показатель

26.03.2020 12:18:47

Про COVID-19 / Член-кор. РАН Сергей Нетесов

Добротное изложение фактов — что известно о вирусе, по состоянию на середину апреля 2020

История короновируса

26.03.2020 03:19:37

Доклад о вирусе COVID-19 / Происхождение и способы борьбы

Научный доклад о короновирусе. Докладчик — Щелканов Михаил Юрьевич, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией экологии микроорганизмов ШБМ ДВФУ,
заведующий лабораторией биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН. Обсуждается происхождение короновирусов и эффективность против них интерферонов бета и лямбда

COVID-19

RSS
Архив "Лекции/Семинары"
Подписка на RSS
Реклама: