Новые аноды из германиевых нанотрубок
Южнокорейские исследователи из Национального института науки и техники изготовили анод для аккумуляторной батареи из нанотрубок германия. Он позволяет накапливать в три раза больше заряда, чем существующие аноды в Li-ion батареях.
Новый анод изготовлен из нанотрубок германия. Он заряжается и разряжается в пять раз быстрее, чем используемые графитовыеи кремниевые аноды и позволяет увеличить количество циклов заряд-разряд почти вдвое. При этом новый анод еще оказался и проще в изготовлении. Разработка ведется группой исследователей из Национального института совместно с компанией LGChem, специализирующейся на производстве литий-ионных батарей для портативной электроники.
Разработки ведутся в рамках программы исследования более эффективных материалов для изготовления аккумуляторных батарей. LGChem ищет и исследует революционные технологии, с использованием кремния и германия, для улучшения характеристик Li-ion батарей.
Заряд и разряд литий-ионного аккумулятора включает процесс перемещения ионов лития в область анода или из нее. Поэтому чем больше и быстрее может накопить заряды анод, тем эффективнее будет работать вся батарея. Теоретически анод из германия может накопить в четыре раза больше заряда, чем аналогичный по весу анод из графита. До этой разработки основным претендентом замены графитовых анодов был кремний. Однако он имеет существенный недостаток – кремний со временем, в ходе повторения циклов заряд-разряд, разрушается. Кремниевые аноды выдерживают всего лишь 200 циклов.
Анод из германиевых нанотрубок позволяет увеличить почти вдвое количество циклов заряд-разряд. При этом самцикл происходит в несколько раз быстрее, поскольку скорость диффузии ионов лития в германий в несколько раз выше. Стоимость производства германиевых анодов при этом оказалась ниже.
Германиевые нанотрубкипроизводятся при 700°С путем нагревания сурьмы и германия. Происходит диффузия атомов германия, и образуются полыенанотрубки с толщиной стенок всего 40 нанометров. Данный процесс, как утверждает один из разработчиков – научный сотрудник института ДжефилЧо, позволяет производить нанотрубки в больших количествах, поскольку он является более производительным по сравнению с традиционными методами.
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|