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

 

Макароны
Макароны

Стань частью первой в России магистерской программы в области LED- технологий!
Стать участником первой в России магистерской программы в области LED- технологий можно уже на первой волне вступительных испытаний 8 и 9 июля, подав документы в Приемную комиссию Университета ИТМО (г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49). Документы также можно подать почтой.

20 июня в МГУ стартовала приёмная кампания
20 июня в МГУ имени М.В. Ломоносова стартовала приёмная кампания. В новому учебном 2019/2020 году в Московский университет поступят около 10 тысяч абитуриентов, откроются 4 новых направления подготовки и свыше 10 образовательных программ.

Коллекция статей в Frontiers in Chemistry, посвященная Международному Году Периодической Таблицы Элементов
Открыт прием статей в коллекцию Frontiers in Chemistry (Open Access, IF 4.155), посвященной 150 - летию Периодической Таблицы Элементов.

Новые гибридные перовскитоподобные материалы для солнечной энергетики
Тарасов Алексей Борисович, Постнаука
Как сохранить энергию солнца или ветра? Как может измениться стационарная энергетика в будущем? В проекте «Мир вещей. Из чего сделано будущее» совместно с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО) Постнаука рассказывает о последних открытиях и перспективных достижениях науки о материалах.

Материалы к защитам квалификационных работ бакалавров на ФНМ МГУ в 2019 году
Коллектив авторов
4-7 июня 2019 г. (11-00) в аудитории 221 корпуса Б пройдут защиты ВКР бакалавров ФНМ МГУ.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.