velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Вместительный, но неспешный

Разработан обычный, одноступенчатый способ синтеза электродов для литий-фосфатных аккумов. Плотность энергии, обеспечиваемая приобретенным материалом, может приближаться к теоретическому максимуму. Правда, при очень неспешной зарядке и разрядке.





Перезаряжаемые литий-ионные батареи употребляются везде: в мобильных телефонах, переносных компьютерах и многих других устройствах; некие производители подразумевают использовать их в электронных и гибридных автомобилях.

Большая часть из общедоступных литий-ионных батарей сейчас делается с внедрением оксидов разных металлов – к примеру, кобальта, никеля, марганца. Ученые из Тихоокеанской северо-западной государственной лаборатории (Pacific Northwest National Laboratory, PNNL) изучили возможность использования более дешевеньких и поболее размеренных фосфатов заместо оксидов. Их работа размещена в журнальчике Nano Letters.

Хотя электроды из оксида кобальта отлично работают в литиевых батареях, кобальт и никель стоят дороже, чем марганец и железо. Батареи на базе лития и фосфата железа употребляются в неких коммерческих типах солнечных батарей и электроинструментах, но процесс синтеза материалов для фосфатных электродов очень сложен.
Литий/фосфат марганца (LPM, LiMnPO4) на теоретическом уровне может обеспечивать одно из больших значений плотности энергии – около 171 мАˑч на гр вещества. Но ранее момента не удавалось «выжать» из материалов на базе LPM больше, чем 120 мАˑч/г.

Дайвон Чой (Daiwon Choi), возглавивший исследование, поставил для себя цель сделать материал с более развитой поверхностью, что позволит минимизировать утраты мощности при движении электронов снутри аккума. Для этого ему потребовалась среда, в какой начальное вещество могло бы сформировывать осторожные тонкие кристаллы.

Парафин, молекулы которого представляют собой длинноватые цепочки, в этом случае помогает выстраивать материал в определенную структуру. Олеиновая кислота (поверхностно активное вещество, применяемое при изготовлении мыла) содействует равномерному росту кристаллов.
Чой смешал LPM с парафином и олеиновой кислотой и медлительно увеличивал температуру в процессе роста кристаллов. При 400⁰С парафин и олеиновая кислота испарялись, а предстоящее увеличение температуры принуждало кристаллы объединяться, формируя «пластинки» размером приблизительно 50 нм.

При зарядке в течение суток и настолько же неспешной разрядке материал показал плотность запасаемой энергии 150 мАˑч/г. Но при резвой (в течение часа) разрядке этот показатель свалился до 117 мАˑч/г, что сопоставимо с данными для материалов, обычно применяемых в аккумах. При неспешной зарядке и разрядке в течение 2-ух суток удалось приблизиться к теоретическому максимуму, «выжав» из материала 168 мАˑч/г. А вот в высокоскоростном режиме (зарядка в течение часа, стремительная разрядка), аккумулятор сумел выдать только 54 мАˑч/г.

Невзирая на то, что подобные «скоростные характеристики» ограничивают применение приобретенного материала в аккумах широкого употребления, Чой гласит, что основная ценность работы – создание обычного способа, позволяющего изучить самые различные дешевенькие материалы, которые ранее числились не самыми подходящими для литий-ионных аккумов. Команда рассчитывает, что им получится видоизменять один из таких материалов и существенно сделать лучше его характеристики.

А исследователи из MIT разработали не настолько обычный в получении, но также очень действенный материал для литий-ионных аккумов на базе углеродных нанотрубок. Читайте об этом – «Если я заменю батарейки».

По пресс-релизу PNNL




Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments