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

 

Самозалечивающийся пузырь
Самозалечивающийся пузырь

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Нитрид-борные нанокомпозиты для доставки лекарств. 2D наноматериалы помогут создать портативную искусственную почку. Обзор по cтрейнтронике. Доставка лекарств с помощью борнитридных фуллеренов. Речные фуллерены. Научный хит-парад 2018 по версии APS

Лекция Константина Севернинова: от бактериального иммунитета к геномному редактированию
20 декабря состоялась лекция молекулярного биолога, профессора Константина Северинова.
На лекции обсуждались вопросы: какова природа генетических болезней, и сможем ли мы лечить их в ближайшем будущем; что такое система CRISPR-Cas, и как бактерии используют её для борьбы с вирусами, и как изучение этого необычного механизма привело к созданию мощного инструмента геномного редактирования.

Наносистемы: физика, химия, математика (2018, том 9, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume9/9-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Эффект лотоса
Никельшпарг Эвелина Ильинична
Кратко и поэтично об одном из самых известных эффектов, который так любят школьники и участники наноолимпиады - об эффекте лотоса...

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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.