Радиолюбительский сайт

Пятница, 21.06.2024, 15:17



Приветствуем Вас Гость | RSS
[ Главная ] [ ] [ Регистрация ] [ Вход ]

Меню сайта

Радиоконструкции

Скачать

Радиобиблиотека

RDA

DX кластеры

Цифровая радиосвязь

QSL info

Полезные ссылки

Опрос сайта
Вы радиолюбитель?

Результат опроса Результаты
Все опросы нашего сайта Архив опросов
Всего голосовало: 250

QRP частоты

QRP частоты

Недавно скачивали
  TuneUp Utilities 2012 12.0.3000.140 Final 
  КВ-приёмник мирового уровня? Это очень просто! 
  Elektor Electronics № 1-6 2012 (France) 
  Радиоконструктор №11 2011 
  Радиохобби №2 (апрель 2012) 
  Электровелосипед своими руками за 30 минут 
  Радиомир КВ и УКВ №1-12 2011 (годовая подшивка) 
  YAESU FT-817 Инструкция по эксплуатации 
  Yaesu FT-450 - Руководство пользователя 
  Источники электропитания. Любительские схемы 
  Программа для создания установочной флешки Windows XP 
  Радиоконструктор №3 (март 2012) 
  Радиомир КВ и УКВ №1-6 (2012) 
  Схемы трансиверов YAESU 
  Схемы трансиверов Kenwood 
  Радиоаматор №1-6 (подшивка за полугодие 2012) 
  Пайка металлов 
  Мой друг компьютер №10 2012 
  Обновление для Windows XP корректирующее системное время компьютера для своего ч... 
  Устройства на микросхемах. Цифровые измерительные приборы. Источники питания. Лю... 

Статистика

free counters

Онлайн всего: 12
Гостей: 12
Пользователей: 0


Сегодня отметились

viktor, ДЖИН


Форма входа


Информация

Зарегистрированным пользователям доступны все разделы сайта в полном обьеме!


Свободный блок

Популярное

СССР: Наши Любимые Песни

Музыка ретро


Песни для юбилея мужчины

Музыка архив


Антивирус Avast -

лучший бесплатный антивирус




ПДД России 2018

ПДД 2018


Экзаменационные билеты по ПДД 2013. Категории AB CD



ПДД. Учебное пособие для автошкол. Вождение



ПДД. Самоучитель вождения по городу





ПДД Украины 2015




Навител Навигатор - 8.7 2014
Навител 8 навигатор

Бросай курить!

Хочешь бросить курить? Легко! (Аудиокнига)


Легкий способ бросить курить ( Аудиокнига )



Распродажа

Измерительные приборы в интернет магазине DESSY

Главная » Разное » Прорыв в разработке аккумуляторных батарей
22:47

Прорыв в разработке аккумуляторных батарей

Представьте себе мобильный телефон, который держит заряд больше недели, а затем заряжается за 15 минут. Фантастика? Но она может стать реальностью благодаря новому исследованию ученых Северо-Западного университета (г. Эванстон, штат Иллинойс, США). Команда инженеров разработала электрод для литиево-ионных перезаряжаемых батарей (которые сегодня используются в большинстве сотовых телефонов), позволивший увеличить их энергетическую емкость в 10 раз. Этим приятные сюрпризы не ограничиваются — новые аккумуляторные устройства умеют заряжаться в 10 раз быстрее нынешних.

Для преодоления ограничений, налагаемых существующими технологиями на энергетическую ёмкость и скорость заряда батареи, ученые применили два различных химико-технологических подхода. Полученный в результате аккумулятор позволит не только продлить время работы мелких электронных устройств (вроде телефонов и лэптопов), но и подготовить почву для разработки более эффективных и компактных батарей для электромобилей.

«Мы нашли способ продлить время удержания заряда новой литиево-ионной батареей в 10 раз», — сообщил профессор Гарольд Х. Кунг (Harold H. Kung), один из ведущих авторов исследования. – «Даже после 150 сеансов зарядки/разрядки, что означает не менее года работы, она остается впятеро эффективнее, чем литиево-ионные баратеи, присутствующие сегодня на рынке».

Работа литиево-ионной батареи основана на химической реакции, в которой ионы лития движутся между анодом и катодом, размещенными на противоположных концах батареи. В процессе эксплуатации аккумулятора ионы лития мигрируют от анода через электролит к катоду. При зарядке же их направление сменяется прямо противоположным. Существующие на данный момент аккумуляторы имеют два важных ограничения. Их энергетическая емкость – то есть время удержания заряда батареей – ограничена плотностью заряда, или тем, сколько ионов лития может разместиться на аноде или катоде. В то же время скорость зарядки такого аккумулятора ограничена скоростью, с которой ионы лития способны двигаться через электролит к аноду.

В нынешних перезаряжаемых батареях в аноде, созданном из множества графеновых листов, на каждые шесть атомов углерода (из которых состоит графен) может приходиться лишь один атом лития. В попытке увеличить энергетическую емкость аккумуляторов ученые уже экспериментировали с заменой углерода на кремний, способный вместить куда больше лития: по четыре атома лития на каждый атом кремния. Однако кремний в процессе зарядки резко расширяется и сжимается, чем вызывает фрагментацию вещества анода и, как результат, быструю потерю зарядной емкости батареи.

В настоящее время малая скорость зарядки батареи объясняется формой графеновых листов: по сравнению с толщиной (составляющей всего один атом) их длина оказывается непомерно большой. Во время зарядки ион лития должен преодолеть расстояние до внешних краев графеновых листов, а затем пройти между ними и остановиться где-то внутри. Так как для достижения середины графенового листа литию требуется немалое время, у краев его наблюдается что-то вроде ионного затора.

Как уже говорилось, исследовательская группа Кунга решила обе эти проблемы, взяв на вооружение две различные технологии. Во-первых, для обеспечения устойчивости кремния и, соответственно, поддержания максимальной зарядной емкости батареи, они разместили кластеры кремния между графеновыми листами. Это позволило увеличить количество ионов лития в электроде, одновременно используя гибкость графеновых листов для учета изменений объема кремния в процессе зарядки/разрядки батареи.

«Теперь мы одним выстрелом убиваем обоих зайцев», — говорит Кунг. – «Благодаря кремнию мы получаем более высокую плотность энергии, а чередование слоев уменьшает потерю мощности, вызванную расширением с сокращением кремния. Даже при разрушении кластеров кремния сам кремний больше никуда не денется».

Кроме того, исследователи использовали процесс химического окисления для создания миниатюрных (10-20 нанометров) отверстий в графеновых листах («in-plane defects»), обеспечивающих ионам лития «быстрый доступ» внутрь анода с последующим хранением в нем в результате реакции с кремнием. Это уменьшило время, необходимое для зарядки батареи, в 10 раз.

Пока что все усилия по оптимизации работы батарей были направлены на одну из их составляющих – анод. На следующем этапе исследований ученые с той же целью планируют изучить изменения в катоде. Кроме того, они хотят доработать электролитную систему таким образом, чтобы батарея могла автоматически (и обратимо) выключаться при высоких температурах – подобный защитный механизм мог бы пригодиться при использовании батарей в электромобилях.

По словам разработчиков, в текущем виде новая технология должна выйти на рынок в течение ближайших трех-пяти лет. Статья, посвященная результатам исследования и разработки новых аккумуляторных батарей, была опубликована в журнале «Advanced Energy Materials».
Источник: pozitivchik.info


Поделитесь записью в своих социальных сетях!




Сайт RA1OHX

Категория: Разное | Просмотров: 2091 | Добавил: Mike | Теги: аккумуляторная батарея | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Поиск по сайту


Поиск позывного

RA1OHX © 2024