Найден способ существенного увеличения емкости литий-ионных аккумуляторов

Группа исследователей из Высшей технической школы (ВТШ) Цюриха отыскала способ, позволяющий в два раза увеличить рабочую емкость хорошо знакомых нам литий-ионных батарей. Всю информацию об открытии ученые опубликовали в нескольких научных журналах и на официальном сайте ВТШ.


Команда ученных во главе с Максимом Коваленком отыскала особую методику работы с нанокристаллами олова (Sn/SnO2), которые можно применять для изготовления литий-ионных аккумуляторов.

Экспериментируя с условиями выращивания указанных нанокристаллов, химики смогли подобрать идеальную среду, при которой все полученные микрочастицы имеют практически одинаковый размер и массу.

При этом размер каждого нанокристалла можно задать в пределах 9-23 нанометров.

Таким образом, исследователям удалось уместить в стандартный размер аккумулятора на анод в два раза больше частиц, так как новый показатель разброса составил всего 10 процентов.

В новой литий-ионной батарее искусственно выращенные нанокристаллы олова будут нанесены на анод.

При подобном применении они смогут впитывать свободные ионы лития.

Ученые остановили свой выбор на олове, так как этот материал имеет свойство связывать до 4 ионов металла, увеличивая собственный объем всего в три раза.

Однако это свойство проявляется только на наноуровне, макроскопические кристаллы при подобной смене объема разрушаются.


Благодаря впитывающим свойствам олова новые аккумуляторы расширяют свою емкость с каждой подзарядкой. Если первоначальная емкость батареи будет стандартной, то после нескольких циклов работы она существенно увеличится.

К примеру, 100 подзарядок принесут 1 грамму материала 700 дополнительных миллиампер-часов. Пользователи наверняка оценят это по достоинству.

Описанная технология пока находится на стадии доработки и тестирования.

Стоит отметить, что подобная идея не новая, некоторое время назад другая исследовательская группа использовала впитывающую способность олова для формирования микроскопических нитей для аккумуляции ионов лития в батареях.