Новости

Новый материал увеличит ёмкость литий-ионных батарей в 3 раза

16 февраля 2021 Рубрика: Исследования и разработки, Новости организаций Ключевые слова: МИСиС, литий-ионные батареи, новые материалы, наноматериалы

Увеличить емкость и продлить срок службы литий-ионных батарей смогли ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») в составе международного коллектива. По словам исследователей, они синтезировали новый наноматериал, который сможет заменить низкоэффективный графит, применяемый сегодня в литий-ионных батареях.

Литий-ионные батареи — основной тип аккумуляторов для бытовых приборов от смартфонов до электромобилей. Цикл зарядки-разрядки в таком аккумуляторе обеспечивается движением ионов лития (Li+) между двумя электродами — от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду.

Сфера применения литий-ионных батарей постоянно расширяется, но при этом, по словам ученых, их емкость до сих пор ограничена свойствами графита — основного анодного материала. Ученым НИТУ «МИСиС» удалось получить новый материал для анодов, способный обеспечить серьезный прирост емкости и продлить время службы батареи.

«Полученные нами пористые наноструктурные микросферы состава Cu0,4Zn0,6Fe2O4 в качестве материала анода обеспечивают емкость выше, чем у аналогов минимум на 30%, позволяя при этом увеличить число циклов зарядки-разрядки в 5 раз, — рассказал ассистент кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» Евгений Колесников. — Такое улучшение достигается за счёт синергетического эффекта при сочетании особой наноструктуры и состава использованных элементов».

Синтез конечного материала происходит в один шаг без промежуточных этапов благодаря использованию метода спрей-пиролиза. Для этого, как объяснили ученые, водный раствор с ионами нужных металлов превращают в туман при помощи ультразвука, а затем воду при температурах до 1200°С выпаривают с разложением исходных солей металлов. В результате получаются сферы микронных или субмикронных размеров с пористостью, необходимой для работы в литий-ионной системе.

Электрохимические исследования материала, синтезированного специалистами НИТУ «МИСиС», проводились учеными Сеульского национального университета науки и технологий (Республика Корея), Норвежского университета науки и технологий (Норвегия) и Института науки и технологий SRM (Индия). В дальнейшем научный коллектив намерен продолжить поиски новых более эффективных составов аккумуляторных электродов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds.

Ассистент кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» Евгений Колесников

Ассистент кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» Евгений Колесников

Добавить комментарий

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28