Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема синтеза.
a) Сферы SiO2, покрытые SnO2; b) ПЭМ изображения полых сфер SnO2; c) и d) - РЭМ и ПЭМ изображения конечного материала.
Емкость материала в зависимости от числа циклов разрядки/зарядки.

Анодный материал из полых наносфер

Ключевые слова:  источники тока, литий-ионные батареи, периодика, электрохимия

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

05 марта 2008

Увеличение емкости литий-ионных аккумуляторов – одна из текущих задач современного нанотехнолога. В последнее время была предложена масса материалов и структур для изготовления анодов. Однако пока аноды изготавливаются из графита – дешевого и удобного в использовании материала.

В качестве альтернативных материалов часто рассматривается и олово. Теоретическая емкость олова составляет 992 мАч/г при образовании Li4.4Sn, что значительно превосходит емкость графита (372 мАч/г, LiC6). Однако сильное изменение объема при внедрении лития приводит к разрушению оловянных анодов и, следовательно, снижению емкости и выходу батареи из строя.

Китайские исследователи придумали интересный способ, позволяющий обойти эту проблему. Они предложили в качестве анодного материала использовать полые углеродные сферы, на внутренней стенке которых расположены наночастицы олова. Схема синтеза и работы таких сфер приведена на рисунке 1.

Сначала при помощи шаблона из шариков SiO2 изготавливаются полые сферы из диоксида олова. Потом они покрываются слоем углерода и выдерживаются в атмосфере N2 при 700 °С. При этом диоксид олова восстанавливается углеродом, и внутри оболочки формируются наночастицы олова (рис. 2).

Диаметр сфер составляет около 500 нм, толщина стенки – не более 20 нм. Диаметр наночастиц олова не превышает 100 нм. Наночастицы плотно прилегают к внутренней поверхности сферы, и предполагается, что они будут иметь возможность свободно расширяться внутри углеродной оболочки при внедрении ионов лития.

Емкость анода оказалась на первых циклах и правда существенно больше, чем у графита. Однако после 50 циклов она снизилась до постоянного значения 550 мАч/г, т.е. в итоге было достигнуто улучшение в полтора раза. Начальное падение емкости объясняется частичным разрушением наночастиц олова.

Авторы работы уверяют, что метод очень прост и может быть легко масштабирован. Диаметр углеродных оболочек задается размером исходных сфер из SiO2 и может быть изменен. Также можно варьировать толщину оболочек и количество олова внутри них. Таким образом, структура может быть оптимизирована для дальнейшего улучшения характеристик.

Работа «Tin-Nanoparticles Encapsulated in Elastic Hollow Carbon Spheres for High-Performance Anode Material in Lithium-Ion Batteries» была опубликована в журнале Advanced Materials.


Источник: Willey InterScience




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Скол кристалла поваренной соли
Скол кристалла поваренной соли

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Конкурс микрофотографий ZEISS Perspectives
Приглашаем специалистов, работающих с микроскопами ZEISS, Bruker, WITec принять участие в конкурсе микрофотографий ZEISS Russia&CIS «Перспективы».

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.