Химики удвоили емкость литий-ионных батарей

[Ракитин Алексей]

Сотрудник Высшей технической школы Цюриха Максим Коваленко и его коллеги разработали методику получения нанокристаллов олова, которая позволит почти в два раза увеличить рабочую емкость литий-ионных батарей. Работа химиков опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society, а ее краткое содержание приводит сайт Высшей технической школы.

Химикам удалось подобрать условия выращивания нанокристаллов Sn/SnO2 таким образом, что все получающиеся частицы имеют почти одинаковый размер - разброс составляет не более 10 процентов. При этом, в зависимости от задачи, этот размер можно регулировать в пределах 9-23 нанометров.

В созданной химиками литий-ионной батарее нанокристаллы олова наносятся на анод, где выступают в качестве «губки» для ионов лития. Олово очень хорошо подходит для этой задачи - оно способно связать до четырех ионов металла, однако при этом его собственный объем увеличивается в три раза. Для макроскопических кристаллов такое расширение влечет неизбежное разрушение, поэтому при создании батареи решено было использовать олово именно в форме кристаллических наночастиц.

По словам авторов, использование нанокристаллов не изменяет исходную емкости батареи при первой зарядке, однако спустя всего несколько циклов работы разница между традиционной и «нанокристаллической» батареей становится очень существенной. Так, после 100 перезарядок один грамм материала батареи обладает емкостью в 700 миллиампер-часов.

Недавно подобный подход к созданию батарей на основе оловянных анодов был использован другой группой ученых. Вместо нанокристаллов металла химики использовали микроскопические нити, также формирующие губку для впитывания ионов лития.


Взято с Lenta.ru

[nikvic]

Так, после 100 перезарядок один грамм материала батареи обладает емкостью в 700 миллиампер-часов.
Взято с Lenta.ru

2000вт*ч на килограмм???
Опять журналюги заврались?

[_claw]

ну нужно наверно еще учитывать холостой вес самого анода/катода и упаковки. какой процент этого от общей массы?

[zap]

Удельная энергоёмкость катодного материала это одно.
А удельная энергоёмкость самого аккумулятора - совсем другое.
Вот, например, патент на катодный материал с энергоёмкостью 1600 Вт*ч/кг
Так что 2000 Вт*ч/кг вовсе не выглядит чем-то эксклюзивно-чудесным.

[-Владимир-]

  Если при этом и токоотдача у элементов будет хорошей-то скоро киловаттные батареи в барсетке носить будем

[Ракитин Алексей]

Коротнёт такая в барсетке - 

[BaBax]

Если при этом и токоотдача у элементов будет хорошей-то скоро киловаттные батареи в барсетке носить будем

Настоящий прорыв в емкость/масса-характеристике произойдет только тогда, когда в одном корпусе соединят каталитическое окисление и накопление водорода и восстановление воды. Любые хим. реакции в аккумуляторах на несколько порядков менее энергетичные.
Вот так:
Залил перед зарядкой стакан воды, включил в розетку и зарядил "ящичек" на 200.000Втч 
О том, что работы ведутся говорят уже более 10 лет и все ведутся и ведутся.

[-Владимир-]

Если при этом и токоотдача у элементов будет хорошей-то скоро киловаттные батареи в барсетке носить будем

Настоящий прорыв в емкость/масса-характеристике произойдет только тогда, когда в одном корпусе соединят каталитическое окисление и накопление водорода и восстановление воды. Любые хим. реакции в аккумуляторах на несколько порядков менее энергетичные.
Вот так:
Залил перед зарядкой стакан воды, включил в розетку и зарядил "ящичек" на 200.000Втч 
О том, что работы ведутся говорят уже более 10 лет и все ведутся и ведутся.

Они ещё долго могут вестись. А мне лично 6 кВтч- в 4-5 кг батарейке хватило бы по уши!))))) 

[BaBax]

Дык, наверное и это олово будет в бизнесе не скоро.

[tmkt]

да уж киловатт*час на 1кг это мечта просто
у меня ща даже одного квт*ч нету а вес сборки без учета сумки килограмм 8 

[artmixer]

С этим оловом и кремнием уже все уши прожужжали
активной массы в аккумуляторе всего около 2/3 (катод+анод), а каждый из них только лишь 1/3, и увеличив емкость анода даже в 2 раза получим всего 1/6 снижения первоначальной массы.

следует учесть еще тот факт что олово будет несколько снижать рабочее напряжение аккумулятора вцелом, т.е. добавив емкости понизим напряжение - и в итоге получим те же самые Ватт*часы.

Да и вообще сейчас слабое звено - катодный материал (150 мАч/г против 350мАч/г у анодного материала), одни из много обещающих технологий - литий-серный катод и кобальт фторофосфатный (Li2CoPO4F), у последнего напряжение около 5 вольт
может дождемся прироста ёмкости 10-30%, а дальше таблица Менделеева кончилась

для прорыва в плане энергоемкости на кг веса нужно полностью менять конструкцию и принцип действия аккумулятора (если узнаю как - буду править миром)

[zap]

Поискал про этот Li2CoPO4F, забавно - катодный материал имеет две "полки", одна на 4.81В, другая на 5.12В.
Но из-за пониженной удельной ёмкости в 109 мач*г (141 у железофосфата) даёт всего лишь 15-20%-й рост энергоёмкости катодного материала, увы...

[artmixer]

для прорыва в плане энергоемкости на кг веса нужно полностью менять конструкцию и принцип действия аккумулятора

Вот что я имел ввиду под данной фразой
http://www.facepla.net/index.php/the-news/energy-news-mnu/3567-polysulfide-flowbattery

"Среди наиболее перспективных батарей для систем хранения энергии в прерывистых сетях - «потоковые» батареи. Они позволяют легко масштабировать свою конструкцию до необходимых размеров. Новая потоковая батарея, разработанная группой Yi Cui, намного проще своих аналогов, более дешевая и потенциально жизнеспособная для крупномасштабного производства."