Химики удвоили емкость литий-ионных батарей

Автор Ракитин Алексей, 09 Апр. 2013 в 20:31

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

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

Цитата: Ракитин Алексей от 09 Апр. 2013 в 20:31
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.
С уважением,
Андрей

Поражаю масштабностью некопмпетентность (ц) из лички

-Владимир-

 :-) Если при этом и токоотдача у элементов будет хорошей-то скоро киловаттные батареи в барсетке носить будем :-)
Сейчас мотор eZee 300 ( или МАС 10т) . Акб 20s lipo 10 Ач.  Максимальная скорость , на полностью заряженном АКБ, без внешних воздействий 70 км/ч. Пробег при тапке в пол около 15 км.  Кому интересно вэлкам https://www.strava.com/athlete/training#_=_

Ракитин Алексей


BaBax

Цитата: -Владимир- от 10 Апр. 2013 в 11:04
:-) 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  B-)
О том, что работы ведутся говорят уже более 10 лет и все ведутся и ведутся.
Полный привод на складном доноре: редукторник спереди 900 W и DD 1500 W сзади. Батарея 2100 W/h. Макс. 45 км/час.  Вес 31 кг.
Любые горы не страшны :)

-Владимир-

Цитата: BaBax от 10 Апр. 2013 в 12:18
Цитата: -Владимир- от 10 Апр. 2013 в 11:04
:-) 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  B-)
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!))))) 
Сейчас мотор eZee 300 ( или МАС 10т) . Акб 20s lipo 10 Ач.  Максимальная скорость , на полностью заряженном АКБ, без внешних воздействий 70 км/ч. Пробег при тапке в пол около 15 км.  Кому интересно вэлкам https://www.strava.com/athlete/training#_=_

BaBax

Дык, наверное и это олово будет в бизнесе не скоро.
Полный привод на складном доноре: редукторник спереди 900 W и DD 1500 W сзади. Батарея 2100 W/h. Макс. 45 км/час.  Вес 31 кг.
Любые горы не страшны :)

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  :facepalm:
мои е-байки: 1) лайток передний привод редукторник 250Вт (форсаж до 900Вт), масса 20-30кг, скорость до 60км/ч
2) универсал, ригид, задний МК 1.5кВт (форсаж до 8кВт), масса ~45кг, скорость до 85км/ч
3) розовый телепортатор, задний МК 5кВт (форсаж до 11 кВт), масса 80-90кг, скорость до 115км/ч

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...
С уважением,
Андрей

Поражаю масштабностью некопмпетентность (ц) из лички

artmixer

Цитироватьдля 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."