Время зарядки – 12 мин, емкость больше на 45%: новые Li-ion аккумуляторы готовы к выходу на рынок!

Время зарядки – 12 мин, емкость больше на 45%: новые Li-ion аккумуляторы готовы к выходу на рынок!

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion) — самые распространенные источники автономного электропитания для автомобилей, мобильных девайсов и других устройств носимой электроники. Но вот беда — они характеризуются, во-первых, низкой удельной емкостью, отражающейся в больших весо-габаритых показателях накопителей энергии при заданных величинах ампер-часов, а во-вторых, длительным интервалом времени, необходимым для полной зарядки аккумулятора (типичное значение — 1 час).

Над решением задач повышения удельной емкости и снижения времени зарядки литий-ионных аккумуляторов ученые-электрохимики работают уже почти два десятилетия. Однако пока достижения в этих областях очень «скромные». Правда, недавно открытый материал графен может стать основой нового направления в технологиях производства литий-ионных аккумуляторов, в котором в скором времени будет найдено ожидаемое кардинальное решение.

Уникальные электрические свойства графена, определяемые его двумерной (листовой) структурой, — высокие значения электропроводности (на 2 порядка выше, чем у меди) и подвижности электронов (в 140 раз большей, чем в кремнии). Именно эти показатели стали «фундаментом надежд» для разработчиков перспективных (с точки зрения ускорения процесса зарядки) технологий производства литий-ионных аккумуляторов с использованием графена. До настоящего времени ученые исследовали множество различных композитных материалов с использованием графена, и наиболее обнадеживающие результаты дали композиции «листового углерода» с медью и кремнием.

И вот недавно появилась новая композиция — «графен — двуокись кремния (кварцевый песок)», применение которой обеспечило пятикратное снижение времени зарядки литий-ионного аккумулятора. Технология создания этой композиции разработана группой ученых Исследовательского института в Сувоне SAIT (Samsung Advanced Institute of Technology) и Сеульского университета. Она заключается в осаждении на кварцевые песчинки из паровой фазы графенового покрытия, в результате чего песчинки принимают вид хлопьев (графено-кварцевые хлопья изображены в начале поста). Из них изготавливается анод и ими же покрывается никелевый катод аккумулятора. Благодаря развитой поверхности хлопьев значительно увеличиваются эффективные площади анода и катода, а высокая электрическая проводимость хлопьев способствует уменьшению потерь энергии и нагрева при зарядке аккумулятора. Прототип литий-ионного аккумулятора с графено-кварцевыми хлопьями, полностью зарядился за 12 минут.

Кроме повышения скорости зарядки, графено-кварцевые хлопья обеспечили увеличение удельной емкости аккумулятора на 45% и возможность его работы при температурах окружающей среды до 60-ти градусов Цельсия.

Технология, изобретенная корейскими учеными, готова к внедрению в массовое производство литий-ионный аккумуляторов. Так что «быстрозаряжаемые» аккумуляторы могут появиться на мировом рынке довольно скоро. Ученые свое веское слово сказали — теперь очередь за производителями.

См. также:

Share on FacebookShare on VKShare on Google+Tweet about this on Twitter

Добавить комментарий