Главная » 2009»Март»13 » Катодный материал для сверхскоростный литий-ионных батарей
Катодный материал для сверхскоростный литий-ионных батарей
19:58
Литий-ионные аккумуляторы можно обнаружить практически в каждом современном мобильном электроприборе. Однако одним из недостатков является тот факт, что они не обладают большими токами разряда и заряда. А это означает, что такие аккумуляторы заряжаются достаточно долго, а при работе не могут обеспечить большую выходную мощность. Принцип работы литий-ионных батарей основан на перераспределении ионов лития и электронов между электродами, поэтому ток напрямую зависит от их транспорта. Исследователи из MIT (США) разработали наноматериал на основе железо-литиевого фосфата LiFePO4, который обладает высокой подвижностью лития и благодаря этому обеспечивает высокие скорости разряда батарей.
LiFePO4 уже используется в качестве материала положительного электрода литий-ионных аккумуляторов. Недавно было показано, что литий может входить в кристаллическую структуру LiFePO4 лишь вдоль определенного направления, а именно, [010]. Исследователи предположили, что если обеспечить транспорт ионов лития вдоль поверхности кристалла к соответствующим граням, то это существенно увеличит скорость разряда батареи.
Ученые получили кристаллики LiFePO4 размером менее 50 нм, покрытые 5 нм слоем пирофосфатного стекла. В свою очередь, такое стекло обладает хорошей литиевой проводимостью, поэтому даже тончайший слой значительно улучшает диффузию ионов Li+ вдоль поверхности кристалла LiFePO4.
Для проверки идеи была собрана батарейка с катодом из нового материала. Для описания скорости разряда аккумулятора используется нормированный ток, указываемый в еденицах емкости C. Так при скорости nC аккумулятор разрядится за 1/n часов. На скорости 2С материал разряжается до своей теоретической емкости около 170 мАч/г, а при 50С – до 80% от этой величины. За 50 циклов заряда-разряда не произошло какого-либо заметного снижения емкости. Также возможно достижение емкости 100 мАч/г на скорости 200С и 60 мАч/г при 400С. Это почти в 100 раз выше, чем у современных литий-ионных батарей. Развиваемая мощность достигает 170 кВт/кг (при 400С).
Способность литий-ионных батарей так быстро заряжаться и разряжаться ставит их в один ряд с суперконденсаторами. Зарядка аккумулятора мобильного телефона составит всего пару секунд, а мощной батареи электромобиля – несколько минут. Конечно, пока это лишь лабораторная разработка, и неизвестно, смогут ли ученые реализовать весь потенциал нового материала на практике.
Если вы нашли то что было вам необходимо,пожалуиста, нажмите хотябы на одну из ссылок ниже!Этим вы спосете проект от неминуемой гибели,спосибо за внимание и за то что вы есть!
