Натрий-ионные аккумуляторы поставили рекорд ёмкости и долговечности

      Комментарии к записи Натрий-ионные аккумуляторы поставили рекорд ёмкости и долговечности отключены

Натрий-ионные аккумуляторы поставили рекорд ёмкости и долговечности

Короткоживущий, как до сих пор казалось, экспериментальный тип батарей достиг ресурса, пригодного для портативных электронных устройств. Благодаря высокой ёмкости он способен заметно удлинить время их работы от одной зарядки.

Смотрите кроме этого: Как улучшить натрий-ионные аккумуляторная батареи

Американские исследователи предложили новую разработку изготовления электродов на базе эластичного материала, складывающегося из слоя дисульфида молибдена и покрывающих его графеновых нанолистов.

Исследователи из Сеульского национального университета (Республика Корея) во главе с Ён Ук Паком (Young-Uk Park) представили новую модификацию натрий-ионных батарей, владеющих весомыми преимуществами перед нынешними литий-ионными разработками.

Не обращая внимания на бoльшую ёмкость, натриевые аккумуляторная батареи в большинстве случаев не рассматриваются как важные игроки на рынке накопителей энергии. Дело в том, что диаметр иона натрия — 1,02 A, а иона лития — 0,59 A. Потому, что в ходе зарядки-разрядки ионы должны входить и выходить из удерживающих их структур аккумулятора, в два раза бoльшие ионы существенно посильнее «расшатывают» такие элементы и со временем разрушают их.

Исходя из этого в норме натриевые батареи уже через 50 циклов зарядки-разрядки теряют более чем половины собственной ёмкости. Такие накопители мало кому необходимы, правильно?

Неспециализированное устройство натрий-ионного аккумулятора (иллюстрация EMSL).

Но у них имеется и несомненный плюс: ёмкость устройств на столь больших ионах в теории намного выше, чем у литиевых, находящихся на конвейере сейчас. Возможно, с низкой живучестью однако возможно что-то сделать?

Несколько Ён Ук Пака создала новый катод для натрий-ионных аккумуляторная батарей, что содержит ванадиевые окислительно-восстановительные пары, предохраняющие совокупность от разрушения и в то же лжём разрешающие иметь более высокую, чем в большинстве случаев, ёмкость. По заявлениям разработчиков, новые аккумуляторная батареи имеют до 600 Вт•ч на килограмм веса, что в 2,5–6 раза больше, чем у серийных литиевых батарей, присутствующих на рынке сейчас. Кстати, лучший предшествующий натриевый пример располагал только 520 Вт•ч/кг (на 13% меньше).

Что со стабильностью? По окончании 100 циклов зарядки-разрядки ёмкость нового накопителя падает на 5%, но затем процесс деградации начинает быстро замедляться, и через 500 циклов ёмкость понижается только до 84%. Более долгие циклы опробований ещё лишь ожидают новинку, но уже на данный момент показатель сравним с цифрами литиевых батарей прошлого поколения и многократно больше, чем у натриевых предшественников.

Для электромобилей, где необходимо трудиться с нередкой зарядкой-разрядкой в течение, скажем, десятилетия, разработка до тех пор пока ещё не весьма пригодна, не смотря на то, что по окончании доведения живучести до ума натрий-ионные батареи в полной мере способны совершить тут настоящую революцию, наконец-то подарив нам дешёвые электромобили с дальностью хода во большое количество сотен километров.

Сравнение нового катодного материала для натрий-ионных батарей с его предшественниками убедительно демонстрирует серьёзнейший прогресс, которого удалось добиться корейским материаловедам. (Иллюстрация Park, et al.)

Но ещё раньше нас с вами затронут более родные возможности. Натрий стоит практически в 30 раз меньше, и батареи из него будут куда дешевле литиевых. Причём ресурсы для его добычи имеется везде: вспомните хотя бы простую поваренную соль, другими словами хлорид натрия.

А вот литиевые соли почему-то видятся реже, и самые концентрированные их запасы по большому счету находятся в Афганистане: поди добудь их…

Следовательно, аккумуляторная батареи для лэптопов и смартфонов на данной базе имеют суть уже сейчас: при таковой ёмкости обычный ноутбук проработает под громадной нагрузкой многократно продолжительнее, а пропуск ежевечерней подзарядки «Айфона» наконец-то прекратит сниться вам в кошмарных снах.

Отчёт об изучении размещён в издании Journal of the American Chemical Society.

Подготовлено по данным Phys.Org.

Создатель: Александр Березин

Интересные записи:

Будущее за аккумуляторами на основе натрия? — focus


Еще немного статей: