Разработаны самоулучшающиеся литий-ионные батареи

Специалисты из Аргоннской национальной лаборатории и Чикагского университета (оба — США) представили наноструктурные аморфные электроды из оксида титана (TiO2), которые не только не деградируют при эксплуатации, но даже улучшают свою электрохимическую производительность.С помощью электрохимического метода учёные приготовили нанотрубки диоксида титана, которые затем были использованы при производстве круглых литиевых батарей. После того как батареи отработали в гальваностатическом режиме между 0,8 В и 2,0 В, образцы электродов были изучены методом рентгеновской дифракции (XRD) и рентгеновской абсорбционной спектроскопии (XAS).Эти исследования вкупе с компьютерной симуляцией позволили в деталях представить процесс интеркаляции/деинтеркаляции ионов лития в электрохимических нанотрубках TiO2. Оказалось, что при высокой концентрации ионов лития (> 75%) в аморфном TiO2 происходит спонтанное появление дальнего порядка с образованием кубической структуры, которая демонстрирует долгоживущую обратимость и повышенную мощность, которая подкреплена ёмкостью, приближающейся к максимальной стереохимии Li2Ti2O4. Кроме того, анод удивительно стабилен в течение 600 циклов и демонстрирует высокий уровень удельной энергии (200 Вт за час на килограмм электрода) при удельной мощности в 30 кВт на килограмм электрода. В полноценной литий-ионной ячейке в паре со шпинелевым катодом LiNi0.5Mn1.5O4 новый анод TiO2 продемонстрировал напряжение, равное 2,8 В, и обратимую удельную ёмкость в 310 мА•ч/г (на сегодня это рекорд). Таким образом, предложенный американцами аморфный электрод улучшает свои рабочие характеристики в процессе работы.

Дата публикации: 06.12.2012
466

Тэги:

США,

Аргонский университет,

електромеханика,

батареи,

литий,

открытие

Источник:
www.nanonewsnet.ru

Популярное в новостях

Популярное в аналитике