Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Микрофотография алюминиевых наностержней, полученная с помощью АСМ.
Рисунок 2. Алюминиевые наностержни с нанесенным на них слоем оксида титана. Видно, что пленка закрывает конец трубки (a) и покрывает область между трубками (b). Стоит отметить, что между алюминиевыми нанотрубками и пленкой диоксида титана образовался оксид алюминия, что обеспечивает дополнительную защиту нанотрубок.
Рисунок 3.Третий и четвертый циклы заряда-разряда при силе тока 1мкА.
Рисунок 4. Изменение электрохимической емкости при циклировании для двумерного и трехмерного электродов. Циклы заряда-разряда проводились при силе тока 1мкА.

Трехмерные электроды для литий-ионных аккумуляторов

Ключевые слова:  аккумуляторы, диоксид титана, материаловедение, химический источник тока

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

11 июля 2009

В последнее десятилетие литий-ионные батареи все более уверенно занимают новые позиции на рынке: почти каждый носит в кармане мобильный телефон, оснащенный подобным источником питания. Достаточно перспективным является новый класс химических источников тока с так называемой "трехмерной архитектурой" электрода.

Свой метод создания трехмерного анода тонкопленочных литий-ионных батарей был предложен коллективом авторов из США и Швеции. Основная мысль их работы заключается в том, чтобы на алюминиевые наностержни (рисунок 1) нанести однородный слой диоксида титана методом осаждения атомных слоев (ALD - atomic layer deposition). Этот метод, предложенный в свое время российскими учеными, был выбран далеко не случайно, поскольку малое расстояние между наностержнями (20-50 нм) не позволяет получить гладкую пленку (слой) на каждом из них другими методами. Непосредственно сам метод осаждения атомных слоев состоит из 4 этапов. В течение первого этапа с помощью азота вводится TiI4, абсорбирующийся на поверхности. В течение второго этапа реакционная область очищается, продуванием азота, для удаления йода и избытка TiI4. В течение третьего этапа в сферу реакции вводится водяной пар, который реагирует с адсорбированным TiI4 c образованием TiO2 и HI. И, наконец, на четвертом, заключительном, этапе через реакционную область продувается азот для удаления HI и избытка водяного пара.

Для оценки электрохимических свойств полученного электрода была собрана измерительная ячейка с использованием полученного наноструктурированного электрода в качестве анода. Результаты экспериментов по зарядке-разрядке такой батареи при постоянном токе представлены на рисунке 3. Авторы теоретически рассчитали, что емкость "двумерного" анода, в котором TiO2 нанесен на гладкую поверхность, должна быть в 10 раз меньше емкости полученного трехмерного анода (0.0112 мА-ч см-2 против 0.0011 мА-ч см-2). Как видно из рисунка 4, теория хорошо согласуется с экспериментом (разумеется, стоит отметить, что, конечно, общая емкость с учетом массы самих алюминиевых стержней и подложки будет существенно меньше. :-)))


Источник: Nano Letters



Комментарии
Сергей Викторович, будьте добры выбирать для пересказа только те статьи, по теме которых Вы хоть что-то читали раньше.
Ну на то и есть редактор, чтобы править! Хотя, возможно, и чересчур много! Это мой первый перевод на эту тему, поэтому без огрехов не смог обойтись. Во время перевода других статей по неизвестной мне тематике я всегда обращаюсь к другим источникам. Но в этот раз я ничего толкового найти не смог. Поэтому я и понадеялся на помощь людей, которые этим профессионально занимаются. Хотя я себя ни в коем случае не оправдываю! В следующий раз отнесусь более серьезно к переводу!
Спасибо за конструктивный подход. В сети материалов по литий-ионным аккумуляторам так много, что быстро найти нужное действительно непросто. Однако выручает проверенный рецепт: если нет других вариантов - читаем Википедию. Но лучше не на русском, а на английском: http://en.wi...ion_battery
И вот еще источник, очень понятный и полезный: http://batte...partone.htm
Спасибо! Всегда полезно конструктивное общение со старшими!
Смесь паров воды и хлороводорода - мощнейший коррозионный агент. Думаю, что HI ненамного ему уступает. Отсюда вопросы:
Как вообще уцелели алюминиевые стержни?
Насколько плотное сцепление двуокиси титана и оксида алюминия?
При окислении алюминия объём материала растёт - насколько механически прочной получается такая система?

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

 

Similia similibus
Similia similibus

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 2)
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/volume15/15-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
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/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
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/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2024 году
коллектив авторов
29 – 31 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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.



 
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.