Исследователи в Nanyang Technological University (NTU) в Сингапуре создали новый анод для доказательства жизнеспособности их концепции для литий-ионных аккумуляторов, которые могут зарядиться на 70 процентов всего через две минуты и имеют очень длинную продолжительность жизни в десяти тысяч циклов зарядки/разрядки. Прогресс в данном направлении мог бы привести к производству литий-ионных аккумуляторов высокого уровня с интересными параметрами для личной электроники и, возможно, даже электромобилей.
Литий-ионные аккумуляторы обязаны своей популярностью своей способности сохранить большое количество энергии в относительно маленькой форме и легком предмете. Однако, им может потребоваться много времени, чтобы зарядиться. Это происходит в основном из-за ограничений анода аккумулятора, который обычно делается из графита. А именно, литиевые ионы в аккумуляторе должны преодолевать более длинное расстояние, чем это фактически необходимо, чтобы достигнуть анода, занимая больше времени, чем для этого вообще нужно. Во-вторых, ограниченная поверхность электрода также замедляет процесс пополнения заряда.
Команда ученых во главе с профессором Ксиэодонгом Ченом создала анод аккумулятора для доказательства действенности своей концепции, которая решает обе этих проблемы одновременно. Учёные заменили стандартный анод из графита анодом из геля, содержащим длинные нанотрубки, сделанные из диоксида титана, приводящего к тому, что аккумулятор стал значительно быстрее заряжаться, при этом он также стал значительно более долговечным.
В стандартном литий-ионном аккумуляторе электрод из графита неоднократно расширяется и сокращается, вызывая механические повреждения, которые могут привести к неисправности аккумулятора. Но отличие от этого, материалы типа диоксида титана – очень перспективные кандидаты на роль компонентов более длительно работающих аккумуляторов, потому что они не значительно расширяются в размерах или коротят при зарядке.
Чен и коллеги смогли произвести нано-трубки из диоксида титана, которые составили до 40 микрометров в размере простым процессом смешивания его с гидроокисью натрия. По сути, это сделало наноструктуры достаточно долговечными, чтобы быть полезными для изготовления анода для аккумулятора.
fainaidea.com