Возвращение свинца

В Аргоннской национальной лаборатории (ANL, США) учёные предложили новый вид анодного электрода для ионолитиевых батарей. Графит, широко используемый в анодах, выдерживает тысячу зарядных циклов, но ограничивает возможности дальнейшего увеличения удельной ёмкости элементов. Исследователи решили попробовать свинец, который имеет ряд выигрышных свойств. Во-первых, он легкодоступен и дёшев. Во-вторых, налажена его вторичная переработка. В-третьих, производители аккумуляторов давно работают с этим металлом.

В результате сложных расчётов и многочисленных экспериментов учёные предложили необычную конфигурацию анода. Наночастицы свинца, заключённые в углеродную матрицу, окружены тонкой оболочкой из оксида свинца. Сложная структура, не так ли? Найден простой способ её получения. В результате продолжительной (несколько часов) тряски крупные частицы свинца, перемешанные с угольной пылью, обретают нужную структуру «свинцовые ядра - углеродная скорлупа». Покрыть её оксидом свинца не составило труда.

Лабораторный образец выдержал сотни зарядных циклов и показал вдвое большую удельную ёмкость по сравнению со стандартным элементом, снабжённым графитовым анодом. Благодаря малому размеру частиц механические напряжения не приводят к разрушению структуры, причём углеродная матрица не только укрепляет частички, но и обеспечивает хорошую электрическую проводимость.

При просвечивании образцов синхротронным излучением выяснилось, что во время зарядки и разрядки аккумулятора между свинцом и ионами лития происходят химические реакции, которые раньше не были известны учёным.