Энерговектор
О насНовостиНаука и технологииСтратегияАрхив

Расчёска от дендритов

10.11.2017, По информации Университета Райса
Углеродные нанотрубки улучшают характеристики анода ионно-литиевых аккумуляторов

Учёные-исследователи в Университете Райса (Хьюстон, шт. Техас) создали литиевый аккумулятор, по удельной ёмкости превосходящий стандартные ионно-литиевые аккумуляторы в три раза.

Анод нового аккумулятора представляет собой необычную структуру из углеродных нанотрубок, соединённых ковалентными связями с подложкой из графена (см. рис.). Такая структура, нечто вроде нанолеса, вмещает огромное количество лития. Применив её, учёные университета смогли приблизиться к теоретической предельной плотности мощности и, что тоже крайне важно, исключить образование дендритов.

Именно из-за дендритов (отложений, которые, постоянно нарастая, в какой-то момент протыкают мембрану и замыкают контакты аккумулятора) в массово выпускаемых ионно-литиевых элементах применяется графит, способный вместить лишь небольшое количество лития. Это паллиативное решение - по сути, размен пониженной ёмкости на повышенную надёжность.

Как сообщил руководитель исследовательской группы Джеймс Тур, ёмкость прототипа, созданного в университетской лаборатории, была ограничена возможностями катода, но при этом анодный материал обеспечивал удельную ёмкость 3,3 А·ч на грамм, близкую к теоретическому максимуму и на порядок большую, чем у промышленно выпускаемых ионно-литиевых аккумуляторов.

Лабораторный прототип аккумулятора прошёл 500 циклов заряда-разряда, сохранив 80% начальной ёмкости. После этого его придирчиво обследовали. На изображениях катода под электронным микроскопом не оказалось ни дендритов, ни структур, напоминающих мох, которые обычно нарастают на плоских анодах. Углеродные нанотрубки были чрезвычайно равномерно покрыты литием.

«Многие учёные-исследователи экономят свои усилия, ограничиваясь изготовлением анода, - добавил Джеймс Тур. - Но нам нужно было для первого поколения новых аккумуляторов создать катод повышенной ёмкости, которая была бы соизмерима с ёмкостью анода. Для этого мы применили в катоде серные соединения».



 

Редакция

Главный редактор: Иван Рогожкин
Консультант: Людмила Зимина
Корректор: Анатолий Печейкин
Дизайнер: Мария Хомутская
Руководитель проекта:
Максим Родионов

Контакты

Россия, 101000,
г. Москва, а/я 230.
Тел.: +7 (916) 422-95-19
Web-site: www.enegrovector.com
E-mail: oilru.com
facebook.com/energovector


©2011-2017. Ежемесячная газета «Энерговектор». Все права защищены.