Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Микроструктура материала.
Зависимость зарядной емкости от числа циклов при токах разряда 1С и 0.2С.

Анодный материал из пористого кремния для литий-ионных батарей

Ключевые слова:  литий-ионные аккумуляторы, наноструктуры, пористый кремний

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

23 ноября 2008

В последнее время кремний часто рассматривается как материал анодов литий-ионных батарей благодаря высокой теоретической емкости 4140 мАч/г (это намного больше емкости применяемого в настоящее время графита – 372 мАч/г). Однако при внедрении лития в структуру кремния происходит значительное изменение удельного объема материала (более 300%), что на практике означает разрушение анода и выход элемента питания из строя.

Для решения этой проблемы можно использовать композит Si/С, в котором углеродная фаза практически не меняет объем и обеспечивает электрический контакт. Но пока зарядная емкость таких материалов не превышает 1500 мАч/г. Другим подходом является изготовление специальных кремниевых структур, которые не разрушаются при циклировании. Например, материал из нанопроводов может обладать емкостью 3500 мАч/г, но при этом ток разряда очень мал. К тому же, эти результаты вызывают сомнения у читателей сайта Нанометр.

Корейские исследователи синтезировали пористый материал на основе кремния, который отлично проявил себя в роли анодного материала. Для этого сферические частицы SiO2 диспергировались в кремниевом геле, потом полученная смесь отжигалась в аргоне, после чего SiO2 вытравливался плавиковой кислотой. В результате получился пористый кремний, покрытый 10-нанометровым слоем аморфного углерода.

Диаметр пор составил около 200 нм, а толщина стенки – 40 нм. Такая структура успешно выдерживает механические напряжения, возникающие при интеркаляции лития. Поры выступают в роли буфера, за счет которого стенки могут значительно увеличивать свою толщину. Даже после 100 циклов емкость материала превысила 2800 мАч/г при токе разряда 1С.

Работа «Three-Dimensional Porous Silicon Particles for Use in High-Performance Lithium Secondary Batteries» опубликована в журнале Angewandte Chemie.


Источник: Wiley InterScience



Комментарии
Непонятно откуда взялось углеродное покрытие и как оно связано с открытыми порами?
Трусов Л. А., 24 ноября 2008 11:35 
это описано в оригинальной публикации. могу желающим прислать.
да, кстати, 100 циклов при всех прочих равных условиях. А больше как? Пока никак?
Трусов Л. А., 25 ноября 2008 12:59 
думаю, торопились статью писать. больше просто не успели.
elin, 04 декабря 2008 22:30 
Интересно, известна ли технология создания Тошибой а/б, заряжающихся за 5 минут?
Золотарев Андрей Петрович, 03 августа 2009 14:47 
Здравствуйте. Спасибо за интересное сообщение. Не могли бы Вы направить оригинальную публикацию корейских исследователей на мой адрес: zolot11@yandex.ru. Заранее благодарен

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

 

Хитросплетение коллоидных кристаллов: Кольца Наномира
Хитросплетение коллоидных кристаллов: Кольца Наномира

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

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.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

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.