Современный литий-ионный аккумулятор представляет собой слой графита, который нанесен на фольгу из меди. Во время зарядки в графите накапливаются ионы лития. Такая конструкция аккумуляторной батареи является на сегодняшний день самой безопасной и долговечной. Анод из чистого металлического лития быстро деградирует: в процессе зарядки на его поверхности со временем появляются так называемые «ветви», которые могут дотянуться до катода, что неизбежно вызывает короткое замыкание. Графитовая «губка» эту проблему решает, но в тоже время энергоёмкость графитового анода в 11 раз ниже.
Группа учёных Стэнфордского университета смогла предотвратить образование «ветвей» на аноде из металлического лития. Таким образом, путь к созданию надёжных и ёмких аккумуляторов открыт. На практике речь идет об увеличении ёмкости до четырех раз.
Основной момент — создание на поверхности анода 20-нанометрового слоя из связанных между собой углеродных наносфер. Данный слой является основой, на которую наносится углерод. Далее удаляется полистирол путём прогрева в атмосфере аргона, в итоге на поверхности электрода остаётся тонкое ячеистое покрытие из углерода. Через такое покрытие легко проникают ионы лития. Покрытие прочное и способно остановить рост литиевых «ветвей».
Вверху показан цикл заряда-разряда батареи с покрытием анода и без него, ниже — схема создания покрытия.
Выход по току батареи этого вида может достигать 99 процентов даже после 150 циклов заряда, по словам ученых, дальнейшие усовершенствования технологии может довести эту цифру до 99,9 процентов, и тогда уже можно будет говорить о коммерческом использовании аккумуляторов этого типа.
Современный литий-ионный аккумулятор представляет собой слой графита, который нанесен на фольгу из меди. Во время зарядки в графите накапливаются ионы лития. Такая конструкция аккумуляторной батареи является на сегодняшний день самой безопасной и долговечной. Анод из чистого металлического лития быстро деградирует: в процессе зарядки на его поверхности со временем появляются так называемые «ветви», которые могут дотянуться до катода, что неизбежно вызывает короткое замыкание. Графитовая «губка» эту проблему решает, но в тоже время энергоёмкость графитового анода в 11 раз ниже.
Загрузка ...
