Удельную емкость литий-ионных (Li-On) аккумуляторов удалось повысить в 3 раза
Емкость современных литий-ионных аккумуляторов (Li-On) ограничивается материалом анода – графитом, максимальная удельная емкость которого не превышает 0,35 Ач/г. Кроме того стенки графитового анода постепенно разрушаются при каждом цикле заряда-разряда, что, естественно, приводит к постепенному уменьшению текущей величины емкости батареи относительно ее первоначального значения.
Значительно более высокой удельной емкостью обладает анод из алюминия – теоретически до 2 Ач/г. Однако алюминий в чистом виде взрывоопасен, а на границе раздела «алюминий – электролит» образуется межфазный слой, затрудняющий миграцию ионов лития от анода к катоду и обратно, то есть аккумулятор с алюминиевым анодом характеризуется малыми токами заряда и разряда.
И все же алюминий считается самым перспективным материалом для анода аккумуляторов. Но как исключить препятствующие его использованию недостатки? – Над решением этой задачи много лет работают электрохимики многих научных центров. И вот, похоже, долгожданное решение найдено группой ученых Массачусетского технологического института и Университета Цинхуа. Эта американо-китайская группа разработала анод, «тело» которого состоит из наночастиц со структурой яйца – «белок – желток». Внутренняя часть композиционной наночастицы («желток») – наночастицы алюминия, а внешняя оболочка («белок») – наночастицы диоксида титана. При этом, как и в яйце, между алюминием и диоксидом титана есть промежуточный слой – «пустое пространство». Диоксид титана защищает алюминий от прямого контакта с электролитом, а «пустое пространство» защищает алюминий от деформаций, исключая таким образом риски возгорания и взрыва.
Удельная емкость экспериментальных образцов анода из композита алюминий-титановых наночастиц более чем в 3 раза превысила «стандартную» емкость графитового анода: она достигла 1,2 Ач/г.
См. также:
24.08.2015
«
»
|
