Российские ученые сделали аккумуляторы более емкими

23 Декабря 2015 1 5

Ученые из Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН создали новый материал для литий-ионных аккумуляторов на основе наноразмерного литий-марганцевого оксида. Батареи на его основе будут более емкими, а скорость их заряда значительно возрастет. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials, сообщает Научная Россия.

Один из электродов аккумулятора — катод — должен иметь в своем составе ионы d-металлов, которые способны легко менять степень окисления. В качестве второго — анода — чаще всего используется углеродный материал (например, графит). Оба эти электрода обладают способностью обратимо внедрять в свою структуру и экстрагировать ионы лития. Однако когда эти последние, будучи положительно заряженными, уходят из вещества, по закону электронейтральности ионы d-металла должны окисляться: из одно- в двухвалентные, из двух- в трех- и т.д.

Раньше исследовали материалы, из которых можно было экстрагировать только один ион лития на формульную единицу, при этом заряд иона d-металла увеличивался также на единицу — то есть происходил одноэлектронный процесс, что определяло достаточно небольшую емкость аккумулятора. В дальнейшем стало понятно: необходимо найти такие материалы, из структуры которых можно было бы экстрагировать два или три иона лития, а для этого нужно подбирать d-металлы, способные к многоэлектронному процессу окисления-восстановления.

Российские ученые обнаружили, что в качестве таких металлов можно использовать никель, ванадий, марганец. В данном случае был выбран третий вариант, так как первые два ядовиты.

«Наша статья посвящена новому электродному материалу на основе литий-марганцевого оксида, в котором может быть реализован процесс экстракции-внедрения нескольких ионов лития из структуры и окисления-восстановления ионов марганца не на одну единицу, а на две, причем при высоком напряжении. В результате получилось и повысить напряжение, и увеличить емкость», — пояснила один из авторов исследования Нина Косова.

Ученые воспользовались твердофазным механохимическим синтезом, который в последнее время широко используется для создания новых функциональных материалов. С помощью механохимии нужное соединение удалось синтезировать, во-первых, при комнатной температуре, без всякого нагрева, а во-вторых — в наноразмерном состоянии.

В перспективе материал может быть использован для изготовления литий-ионных аккумуляторов, которыми сегодня оснащено множество устройств — от мобильных телефонов до электромобилей.

Ученые планируют скармливать пластиковые отходы...

Ученые утверждают, что скорость деградации полиэтилена под воздействием фермента...

Ученые доказали, что взгляд может передавать...

Поговорка "Глаза — зеркало души" оказалась чистой правдой

На нашей планете новая геологическая эра — «эра...

На Земле появилось более 200 видов минералов, связанных с деятельностью нашего...

Ученые научились выключать плохие воспоминания

Ученые сделали шаг к возможности стирать из памяти неприятные воспоминания

Загрузка...
Загрузка...

Украинцы внедряют концепт робота-огородника

Платформа сможет работать круглосуточно, ее полезная нагрузка — 50 т

Чертово колесо без живота, но на хребте дракона

В Китае построили первое в мире "кольцо обозрения"

SpaceX поможет организовать похороны в космосе всего за...

Аппарат будет выведен на гелиостационарную орбиту, благодаря чему «прах побывает...

NASA зафиксировало 866 странных желто-голубых вспышек...

Желто-голубые вспышки не являются признаками разумной жизни

Они МР3 породили, они его и убили

Обладатели записей mp3 смогут по-прежнему воспроизводить их на своих устройствах

Латвийский парашютист открыл эру прыжков без...

На необходимую высоту он взлетел на беспилотнике

Комментарии 1
Войдите, чтобы оставить комментарий
niky

Аккумуляторы будут более Емкие-..это жэ Пустое заявление.....!!!!!! какой процент увеличения Емкости или КПД всего -Аккумулятора--хотя бы с предыдущим!!!!!и это инфа -какогото журналюги...Пустая Ж............па

- -2 +
Блоги

Авторские колонки

Ошибка