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

 

Операция Игельс...
Операция Игельс...

Графен помог ученым МГУ понять механизм работы литиевых аккумуляторов нового типа
Сотрудники МГУ запатентовали электрохимическую ячейку, позволяющую с помощью высокочувствительных методов анализа поверхности изучать химические процессы в материалах аккумуляторов. Разработка позволит понять процессы, возникающие при использовании литий-воздушных аккумуляторов. Этот тип аккумуляторов при одинаковой массе обладает в 5 раз большей ёмкостью, чем широко распространённые литий-ионные.

ФИОП и еНано открыли прием заявок на IV конкурс молодежных проектов по инновационному развитию бизнеса «Технократ»
Фонд инфраструктурных и образовательных программ и компания еНано открыли прием заявок на IV конкурс молодежных проектов по инновационному развитию бизнеса «Технократ», который проводится в рамках программы «УМНИК» Фонда содействия инновациям.

NT-MDT S.I. на ближайших конференциях.
Дорогие коллеги, NT-MDT S.I. в ближайшее время будет представлена на двух конференциях.

Эксперт: Ингредиенты готовы к началу реакции
Вера Колерова
Малотоннажная химия по-прежнему не в фаворе у бизнеса и власти. Первый не идет в этот сектор из-за больших вложений и долгих сроков окупаемости. А правительство приняло всего лишь дорожную карту развития этой подотрасли. Но предпосылки для ее подъема все-таки есть. Важно не упустить момент ...

Оптическая жизнь дисульфидных нанотрубок
А.Ю.Поляков, Е.А.Гудилин
Недавно полученные экспериментальные результаты позволяют рассматривать нанотрубки дисульфида вольфрама в качестве основы для новых фотонных устройств, элементов оптических схем. Кроме того, знания о нетривиальных оптических особенностях данных наноструктур позволят по-новому взглянуть на свойства композитов плазмонных наночастиц золота и серебра с дисульфидными нанотрубками.

Наноматериалы в ядерных технологиях
Тананаев И.Г.
Сегодня активное развитие ядерных технологий – мировая тенденция, связанная с обеспечением устойчивого развития мирового сообщества. Решение энергетических проблем путем строительства новых атомных станций, формирование персонифицированной высокотехнологической медицины за счет внедрения ядерной медицины, освоение Арктики и космического пространства – основы ядерных технологий, не говоря об обеспечении государственной безопасности и удержания паритета ядерных вооружений.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!



 
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.